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ABPABEILUMS POUR LA hssubs DE u CChT.1t.MP±TION sas PARTICU12S 'tADI4dCTIVf EN aJSPNtSi#: DANS UN BAU
La présente invention est relative à un appareillage pour la mesure de la concentration des particules radioactives en suspension dans un gaz, elle a pour principal domaine d'application les détecteurs de rupture de gaine pour réacteur nucléaire. On sait que dans cette application les produits de fission présenta dans le fluide de refroi- dissement sont recueillis par prélèvement direct ou par dégazage suivant que ce fluide est gazeux ou liquide.Elle concerne en particulier de tels dispositifs dans lesquels on provoque, par précipitation électrostatique,
la collection des particules radioactives sur des zones de collection qui sont entraînées par un organe transporteur suivant un trajet cyclique au cours de chaque cycle duquel ces zones subissent, outre cette opé- ration de collection, une mesure de radioactivité des particule)! collectée*
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et une ddoontamination par décroissance naturelle # pendant une fraction déterminée de la durée d'un cycle complet du mouvement de l'organe transporteur,,
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Stas roi appareillage pour la 8=* de 1a ccmcentnti# des put11 1'841oIotift8 en 8Ulpe#1oc dans im gts, connu de ce type, le SOM' de ooUeot1OD. sont choisies sur la jaate d'un tambour salai d'un #au'rwtent de rotation intermittent.
pwo à cette surface ont disposés une électrode de précipitation électrostatique ainsi qu'un scintillateur associé à un pbotUpl1CAteur. Les sues de collection passent suocesaiveaent devant l'électrode de préci- p1tati# et devant le scintillateur. Entre deux collections aueces- 81 Te" un intervalle de temps déterminé par la vitesse angulaire moyenne du tambour permet la décontamination de ces zones, par décroissance naturelle*
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L'un des moyens pour obtenir une bonne d'cont8lll1n&t1on eat d'augmenter le nombre Il des zones de collection et, en conséquence, le diamètre du labour. On sait que l'eneombre1lent de celui-ci Tarie proportionnelleoent k une puissance de q supérieure à 2.
Evidemment une telle augmentation est limitée par suite de la nécessité de ne pas donner au tambour de dimensions prohibitives et par les diffi- cultés d'usinage.
L'appareillage pour la mesure de la concentration des par- ticules radioactives en suspension dans un gaz, objet de la présente invention, a un bruit de fond de très petite amplitude moyenne, bien que son encombrement soit faible,
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Un appareillage conforme !t la présente invention est carac- térisé en ce que l'organe transporteur impose successivement au cours du trajet cyclique, approximativement le même pour tous les éléments collecteurs, des déplacements relatifs à deux éléments successifs tandis que ceux-ci occupent certaines positions privilégiées.
L'appareillage pour la mesure de la concentration des par- ticules radioactives en suspension dana un gaz selon l'invention, est encore remarquable en ce que les zones de collections sont
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choisies sur des éléments rigides indépendants et identiques, un organe distributeur étant prévu pour extraire et introduire un à un les éléments à mettre en réserve dans un magasin, pour leur faire subir successivement, après extraction, entre autres, l'opération de collection, la capacité du magasin et l'ordonnance des éléments dans celui-ci étant telles que la
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durée du séjour de chaque élément dans le magasin, approximativemaot \ égale pour tous les éléments,
correspond à un niveau déterminé de décontamination par décroissance naturelle de chaque élément, entre deux collections sue- eeaaivea.
Selon l'invention, les éléments indépendants sont constituée
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par des disques, des bâtonnets ou des sphères# nana le est de pastilles on peut prévoir que la collection tilt faite aux une de$ tacon ou sur Ion
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deux tacon de chaque diamenté Lorsque les faces active% de* éléments collecteur* en fore de pastilles mont 14ta11iqU8' 14 procédé de collection est de préférence la précipitation électrostatiques
Les éléments collecte= peuvent, en variante, être constitués de filtres en forme de pastilles, ces filtres étant constitués de l'une
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des étatisa suivantes t papiers, produit.$ frittes tels que 6tauxx odz% miques, produite formant des couches poreuses, laine de verre OOJll1)r:
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Les éléments collecteurs effectuent le parcours, durant lequel
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ils me décontaminent@ en progressant dans un Magasin où ila mont ordonnés* Les éléments collecteurs peuvent également aussi suivre, un par-
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ooura de décontamination à trajet aléatoire, la duré * réelle de ce parcours pour chaque client étant voisine de sa durée moyenne.
Dans le but de rendre la mesure plus précise, on peut éventuel
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lement soumettre les éléments collecteurs à deux opérations de assure de la. radioactivité l'une avant et l'autre après l'opération de collection, Quand les éléments collecteurs sont des pastilles métallique..,
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l'organe transporteur qui fait accomplir, à chaque peeti2la !4 trajets cycliques successifs au cours d'une période de son mouvement de
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déplacement peut, comporter deux disques identiques et coaxiaux ayant un nombre kN d'ouvertures, disposées symétriquement et destinées à
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recevoir chacune une pastille métallique.
Des magasins de décontmi- nation cylindriques verticaux et fixes sont symétriquement répartis entre les disques pour recevoir les pastilles quand elles ae présentent devant l'une de leurs entrées. Ces magasins permettent en outre à chaque pastille, atteignant leur sortie, d'être introduite dans une ouverture du disque voisin.
L'organe transporteur constitué par l'ensemble des disques est animé d'un mouvement de rotation régulier, et intermittent
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par K 1t tour autour de l'axe des disques, chaque groupe de If pastilles étant successivement amené dana le* positions désirée* pour l'accomplis
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lomtnt des phases de précipitation électrostatique et de mesure, étant ensuite attend aux entrées des magasins puis suivant leur trajet de 4êo#tM1natio, fi Un ou p&rticu1nretlent simple est celui ou ohaeun dfW disque! ayant quatre ouvertures, tourne dans le même sens, on utilise deux magasins de d6eontaùnat1on placée en face de deux positions occupées successivement par les ouvertures des deux disques Sans ce cas chaque pastille Out * né* k l'entrée du magasin après l'opération de taure, parcourt M ae.cu:
1n, est Menée * la sortie, à l'entrée de l'autre *#4aura par le deurihot disque puis traverse le second magasins Pour sioux faire t:OfIpt'end.1"'t les caractéristiques de la présente tiQt1 on va en décrire plusieurs exemples de réalisation, étant e.ntea3u que ceux-ci n'out aucun caractère liaitatif quant aux*: 'se do ..18. en oeurre de 3'inteatian rt aux applications que l'on peut en faire.
La. fig. 1 NpnHt1te t1q,U:eIIent un organe transporteur de 1.'apur:tllat'e, pour la au de la concentration des particules radio- actives ea suspension dans un aas, confort à 1'ijiMnti.on.
La 1'ig. 2 e uae vue en perspective de l'organe transporteur que r<'pr<a<nt* la Fig. t et de aoa dispositif d'emirtîneiaent.
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te* fit* 3 et % 4 test du tu Ils ptrtt1ft de deux détail* 4* 'MWMtt de la n.r. 2. la ?le* 5 cet un acheta du dispositif à croix de Halte qui
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entraîne l'organe transporteur que y<pr<<Kotoot les 1'1 . t et 2* Le diagramme de la Fi. 6 permet d'expliquer le tOMt1ODMMZ1t du c1:
hpceitit de la Kg, 5, La Pie* 7 représente une vue ea coupe longitudinale de l'.ppa- reillage conforme à l'invention, suivant un plan passant par l'axe de rotation de l'organe transporteur et par celui de l'électrode 6lectroa. tatique (plan défini par l'axe A et la ligne AA de la Fit. 2),
La Fig. 8 est une vue en coupe transversale de l'appareillage, conforme à l'invention,par un plan perpendiculaire à l'axe ¯ de la
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Fig. 2 et passant par le plan d'asseoblage du carter inférieur et du corps central*
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La Fig. 9 montre schématiquement la etructue de deux organes transporteurs pouvant être utilisés suivant la présente invention.
Dans l'exemple de réalisation choisi les éléments de oqlleotion sont des pastilles et la collection se fait par voie électrostatique sur une seule face de chaque pastille.
On distingue sur le schéma de la Fig. 1 les éléments essentiel
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de lbrgane transporteur 1 de l'appareillage conforme à l'invention, cet organe comprend deux disques identiques 2 et 2i à axe vertical OOIIII'1IJn . ces disques constituent des distributeurs, Chacun de ceux-ci comporte quatre ouvertures circulaires disposées t!)'tI1dtr1que1llont bzz 4# y 6 et 7f Mi 9, 10) 4alllttndll" k recevoir chacun une puntiUe, Deux OtMwrtuMe A4onto. 3t 6 du disque 9M 0 mont rluni.. deux ouwtur#i ndoantew oorroepondonteo 7t 10 du disque gif dam la position rlpr4..nt, PM dea 1!It1gt181na oylindxiques fixes 11 lit et 11d, Les pastilla AQtJ !IPl1lJ8ent deux parties du trajet de d40 ntMiMtiOft dans ces magasins oomtae on l'expliquera ultérieurement
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1,'oraae tfifltpôrtwtf1 1 tmxuê de ffceott zut, tut 1ntmd.
tteI1t.t, par quart de tour, autour de l'<ont. Chaque pas- tille, telle que 1 (Fi , 1), pu ue8pl., occupe wceoiY88eftt les quatre positions correspondant a la sortie du magasin 11., à l'opération de précipitation électrostatique (sou l'ect1'ode 12), à l'opération de meure (8(JWJ le photoaWt1pl1cattlUr 13)# et à l'entrée du 88&Uin 11 du Ie pantins poussée par on organe non repréaenté, tmbe ensuite dans la partie supérieure du Maga- sin Il du Chaque foin que l'organe transporteur 1 accoarplit une rotation de 90 , une pastille pénètre ainsi dans le magasin tandis qu'une autre (h) en sort. Toute la pile des pastilles
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etnagasJjoé'e dans le cylindre 114 avance d'une unité à chaque quart de tour de l'urine 1. Le disque 2. tourne en mâoe temps que le disque 2 .
Ainsi chaque pastille sortant du magasin- descente 11d est amende aoua l'entrée du magasin-montée 11 puis poussée dans ce magasin par un organe qui n'est paa non plus représenté sur la Fig. 1. Enfin, après avoir traversé
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le 1IIft8a81ft..moht" 11 . chaque pastille est amenée à la sortie de ce magasin et le cycle de déplacement se renouvelle.
On notera qu'au coure de l'opération de précipitation électrostatique, une tension élevée est appliquée entre l'électrode 12 et la pastille traitée, l'organe transporteur étant par exemple à la manne*
On expliquera Maintenant le fonctionnement de
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1 'IIPP'tII1U..,., objet do Ilinvotitiont en Muants réfrfrenoe à 1A Ne. 2 qui but une vue en perspective de l'orgue transporteur Le MouveMent pu z pnd de coluieci est obtenu
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à partir d'un arbre 14 en rotation uniforme au moyen d'un
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IIIEfCM1erme h croix de Malte 15 qui aéra décrit ultérieurement et est représenté par la Pis. 5.
Afin d'éviter toute diffi- culte pour l'introduction des pastilles dane les magasina cylindriques ou barillets 1 1 - 1 \.' cette opération est facilitée grâce h l'utilisation de dispositifs automatique., Quand une pastille contenue dans une ouverture du disque inférieur 2i est aaen&au droit du magasin-montée
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lira# elle est poussée dans celui-ci par un piston 16. que commande le brae oscillant 17. Celui-ci est guidé par le galet
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18 qui roule entre les rampes de la came 19, Un dispositif analogue pause les pastilles dans le magasin-descente 11 et bien qu'en principe les pastilles circulent par gravité.
Toutefois pour éliminer le risque de coincement la pastille contenue dans l'ouverture du disque 2 , situé au droit du
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magaein-deeocnte 1 f d' est poussée vers le bas par un piston 161, que commande le levier oscillant 1', Celui-ci est guidé par le galet 189 qui roule entre les rampee de la came 19',
Les cames 19 et 19' sont solidaires d'un môme arbre
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20 auquel le train de pignon 21, 22, 23 eccmmique une rotation continue, Le pignon 21 est calé eux l'arbre 4 de prise de mouvement,
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Pour éviter un coincement des t1.il.. k leur passage du magasin 11. vers le disque z ou de ce disque vers le magasin 11 ap les deux magasina sont Bunia à leur extrémité inférieure de trois doigta 24 (Pig.
3) venant t'engager dans des encoches 25 que comporte le bord de chaque
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ouverture, les cylindrée doivent alors être animée d'un mouvement vertical de va et vient synchronisé avec le mouvement de rotation
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pas A pas de l'organe transporteur. Ce mouvement ont dû t l'action de la rampe fixe (26 ou 26') sur le galet (27 ou 27')
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fixé à la bague (28 ou 28' ) solidaire du magasin (9 tm ou 11). La bague (28 ou 28') comporte un secteur denté qui est entraîné par une tige à aréunillère 29. Celle-ci est C(ICImlUÙ6e par la biellette à chape 30 solidaire de l'arbre auxiliaire 31 portant un bras 32 muni d'un galet 33. Ce dernier roule sur une came 34 montée sur l'arbre 14.
Pour que l'appareil de la Fig. 2 fonctionne de façon satisfaisante il est nécessaire que la hauteur des piles contenues dans les magasina soit constante et que les pastilles situées à la base de chaque colonne ne frottent pas sur le disque inférieur.
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A cet effet trois verrous oecillanta 35 (Pîg. 4) sont disposés nous la base des cylindres et inclus dans la
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bague (28 ou 28'). Leur axe de pivotement 36 eat solidaire du magasin cylindrique et leur oscillation est provoquée par le coulissecent du goujon 37 dans une rainure 38 pratiquée dans cette bague tournante 28, Leur extraite vient s'appliquer sous la pastille la plus basse contenu* dans le barillet.
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Le Bcaaiaae, serrant à assurer la rotation discontinue de l'organe transporteur, est représenté par la Fig, 5. n N'agit dhm dispositif à croix de Falte qui n'eya* de. type classique. On doit ea effet utiliser une croix te mite à gaatre fenaebu torferpomisni aux qaedtro
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pétitions 4 4 Imobillutim de 11 cromw transportât 10 ai* la durée dee déplaçaient de oalui-oi doit être très petite par rapport à 1ra &1140 dft Périodes d'imobiliaation, tin, bras 39 (Fi&. 5) monté 'or l'arbre 14 de pria* de tecureeent entrait dame une rotation uniforme le pignon 40 qui roue sur une oouromt dentés fixa 41, Ce pignon entraîne un #aneton. 42 qui oow4M$ lé wweoent de la croix de Halte 15. te unoton ont-mtt lui- fat le Ttrrov 43* Cwlui,wai A le 8&4 axA qu l'Arbre 14 autour duqual il tourna fou.
Il comporte une fourcha 44 dans la tente dw laquelle se ddplqow le atuattca 42 qui né Mut oldc!happer. La verrou 43 est dom antraîxvl par ce maneton dans son mauvemeat de rotation autour de Itarbre 14* Dans le oaa d'un appa"illae pour la rsouurw de la oûncantyttica des particule* radioactives ea suspension dans un gae de c* type, réalisé par'la Demanderosase la dures des aoummeata de rotation dw lier = transporteur devait 9tr< sois@ fois plus petite que la durée des périodat dtxl4ts Le rapport entre la diamètre de la couronne dentée 41 et celui du pignon 40 était alors égal 6, en sorte qu le nanatou décrivait une pieyele'i'de à aix points de retausae<aeat.
" Le dimtame de la pi84 6 qui montre lea trajeotoirea de plusieurs éldmonte du mécanisme à croix de Malte permet d'en aaarpratidrr le ecco- tionnement,, Lorsque le pignon 40 (cercle A) tourne autour de la roue 41 (cercle bo centre c) il entraîna le maneton 42 (cercle Z) dont l'axa décrit la coube 1 (courbe donainos en traita interrempun) qui *et una dp4oyoloyde K eix pointu de robroiwoomonte Quand le mancton atteint la point P de cette omirbo il commence r*rnr unns l'une duo dents de 1A croix de Malte, l'axe de cette dont passant par le point me Il faut donc que l'angle C M P ait une valeur de 45 .
L'appareillage objet de l'invention, comprend tn--', "J-àmto principaux, un carter inférieur, un corr- # "al et un 6hap<)au supérieur.
Le carter infériez qui J 1M ear In f' 7 qui %"Pr4s*nte une
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ooupa longitudinale de l'appareillade décrit.. n eat repéré par le chiffre 50, ce carter cet en acier inoxydable, il contient t a) l'arbre de priée de Moretteata 14 qui le traverse par l'interné- diaira d'tm joint éunche (non représenté), *) le llét)Amll8t à croix de Halte (1. 15o 39-44) 14 cm 19 (Fit. 2) mamaut le piston intérieur 16, Usai qu la 0WI:It ut qui pense* 4' aoUonntr la eravxlri 9 par l'inter- M41Aú't d'un syntbu à bielle et piger et d) le plat= Wh1ffU1" 16.
Le corps principal est un bloc cylindrique 51 M taler inoxy- dable dam lequel sont logea les disques 2 et 21 et leur arbre de OCIImUIdt 52, le,$ magasina i 1 et 11 do la orémaillm 29 oo#aùûdant le eouveoent des 1" 28 et 28'. Enfin le corps principal est traversé*
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par l'arbre 20 qui entraîne les eues 19 et 19'.
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On a d4k explique1 que les disques 2 et 2 . qui font partit de 1' organe transporteur contenu dans le carter contrai sont perorfi de quatre ouvertures 001160-ci sont chant1'e1.nMe vers le bas sur le disque supérieur et vers le haut sur le disque inférieur Cette dira- pooition a pour effet de centrer et de fixer au niveau correct les pastilles qui sont ellee-odaes chat11'N1nt4e1 sur le bord de leura deux tue.. A noter que lea disques 2 et 21 sont renflés au cintre de Manière a présenter autant que possible un profil d'égale r4a:1..u.no'f
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dans le but de réduire les risques de. voilement,
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Le 1Undre, Il 19 et Il 4 cou4etiont Jana leur 0uaert pu l'tnt.rM4d1Mtrt de doutuoa à billon 5 et mont rappolda en position basse par les ressorts 54.
La piooe 55 limite la course du cylindre- descente 11d vera le haut, empêche sa rotation et établit la continuité
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du guidage des pastilles entre le disque supérieur et le cylindre. Le
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bae du e01'p8 central comporte dea cavités dans lesquelles sont logées la butée haute de l'arbre 31 et la chape 30 ocemaadant la criailler* 29.
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Le ohapeau supérieur 56 contient le piéton 16' qui supporte sa biellette 17' il contient également la came de commande 19'. Un capot amovible 57 permet de vérifier le mécanisme du piéton sana démonter le chapeau. L'électrode collectrice 12 est insérée dans le chapeau : de chaque cote de cette électrode sont fixées les buses d'admission et d'échappement du gaz étudia. Les axes de ces buses sont obliques par rapport au plan du chapeau de manière à réduire l'encombrement de l'ensemble buse-électrode.
Le scintillateur 13 et son conduit de lu- mière sont également encastrés dans le chapeau et surmontés par le photomultiplicateur dont la fixation est classique*
Les deux organes transporteurs, dont la Fig. 9 montre la struc- ture, permettent de surveillor simultanément les concentrations des particules radioactives en suspension dans plusieurs fluides, su @oyen d'un seul appareillage.
Ils permettent de faire accomplir si@@ultanément, à plusieurs pastilles, des trajets cycliques similaires Cea organes comportent des disques distributeurs 58 - 59 qui ont chacun douze ou- vertures (60-71 et 72-83) disposées symétriquement, des magasins de dé- contamination cylindriques verticaux et fixes sont symétriquement ré- partis entre les disques pour recevoir les pastilles quand elles se présentent devant l'une de leurs ouvertures, ou pour faciliter l'intro- duction de ces pastilles dans l'une des ouvertures d'un disque quand elles franchissent la sortie d'un magasin,
L'un de ces organes fait accomplir simultanément le s@me trajet cyclique à trois pastilles Les magasina de décontamination réunissent, dans la position représentée, les ouvertures 60-72, 61-73, 64-76, 65,77 et 68-80, 69-81,Là lea deux disques tournent dans le nette en*, indiqué par la flèche 84, le trajet 85 des pastilles est représenté par un trait tiredé, toutes les opérations de collection et de mesure étant effectuée*! quand les pastilles sont portées par le mène disque, le disque supérieur dans le cas envisagé.
Si lea deux disques tournent en sens inverse, le*
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pastilles suivent alora trois trajets fentes au coure desquels elles peuvent subir deux opérations de collection, deux opérations de mesure et deux opérations de décontamination, une série d'opérations étant effectuée aur chaque disques Ce dernier mode de fonctionnement a une application particulièrement intéressante, elle oonoeme un organe trans- porteur analogue à celui de la Fig. 2 mais dans lequel les deux disques tournent en sens contraire.
Lorsque l'on utilise un organe transporteur du type envisagé, celui-ci tourne de façon régulière , mais discontinue, par 1/12ème de tour, chaque pastille étant successivement amende, par un disque, dans les positions désirées pour l'accomplissement des phases de précipita- tion électrostatique et de mesure, étant amenée à l'entrée du magasin, parcourant celui-ci, étant amenée à sa sortie, à l'entrée de l'autre aagaain par le deux:1- disque, puis traversant le second magasin, cet ensemble d'opérations se répétant trois fois avant que les disques aient fait un tour complet.
Le second organe, dont le acheta de la Fig. 9 montre la structure fait accomplir simultanément le même trajet cyclique à quatre pastilles mais on notera que dans ce cas, les opérations de collection et de mesure sont effectuées alternativement quand les pastilles sont portées par le disque supérieur et le disque inférieur* Quatre magasins de décontamina- t'ion réunissent, dans la position représenté*, les ouvertures 60-72, 75,63, 66-78 et 81-69. Si la rotation de l'organe transporteur a lieu dans le sens de la flèche 84,
la trajectoire 86 des pastilles est re- présentée par le trait mixte 86.
Bien que l'on ait décrit la structure de deux organes tra@epor- teurs laisant sccoplir simultanément des trajets cycliques à trois et à quatre pastilles, on indiquera que le demain de l'invention s'étend à la réalisation d'organes transporteur faisant accomplir N trajets diaysétriques (trait 85)et 2 X trajets symétriques (trait 86), suivant qu'ile comportant des disques ayant 4X ou 3X $ouvertures.