FR2622697A1 - Device for monitoring the pressure in a leaktight chamber - Google Patents

Abstract

This monitoring device comprises a U-tube partially filled with a liquid, one of whose branches 5 is at a reference pressure, whilst the other 3 is at the pressure of the chamber. Each vertical branch 3, 5 of the tube comprises a level detector 38, 39, which can be adjusted in height, the position of one 38 of the detectors corresponding to an upper limit value of the pressure in the chamber, and the position of the other detector 39 corresponding to a lower limit value of the pressure in the chamber. The two detectors 38, 39 are connected to a circuit for signalling the exceeding of the limit values associated with them.

Description

L invention concerne un dispositif de surveillance de la pression d'une enceinte étanche. The invention relates to a device for monitoring the pressure of a sealed enclosure.

I1 existe de nombreux domaines industriels, comme par exemple la fabrication de composants électroniques, les mesures ou essais en milieu radioactifs, etc.., dans lesquels diverses opérations doivent tre effectuées dans des enceintes se trouvant en dépression ou en surpression par rapport à la pression ambiante de manière à éviter toute contamination vers ou en provenance de ltextérieur.  There are numerous industrial fields, such as, for example, the manufacture of electronic components, measurements or tests in radioactive medium, etc., in which various operations must be carried out in chambers which are in depression or in overpressure relative to the pressure. to avoid contamination from or to the interior.

En outre ce type d enceinte peut servir d'enceinte de confinement pour des produits chimiques, radio-actifs ou autres. In addition, this type of enclosure can serve as a containment enclosure for chemical, radioactive or other products.

Le plus souvent, la valeur de la pression à 1 intérieur de 1 enceinte peut varier entre des valeurs limites inférieure et supérieure déterminées sans que cela pertube le déroulement de ltopération en cours ou entraine le déclenchement du système de sécurité. Par contre il est nécessaire de -détecter tout dépassement de lune des valeurs limites de la pression dans 1 enceinte dés que celui-ci a lieu, pour éviter si possible d'arreter l'opération en cours, dans le cas d une fabrication, et/ou de contaminer soit l'enceinte, soit l'atmosphère extérieur soit les deux, en particulier dans le cas des enceintes de confinement. Most often, the value of the pressure inside 1 enclosure can vary between determined lower and upper limit values without disturbing the progress of the operation in progress or triggering the safety system. On the other hand, it is necessary to detect any overshoot of one of the limit values of the pressure in 1 enclosure as soon as it takes place, to avoid if possible stopping the operation in progress, in the case of manufacture, and / or to contaminate either the enclosure, the external atmosphere or both, in particular in the case of containment enclosures.

Or les appareils existants actuellement ne sont pas suffisament précis lorsque les pressions sont faibles, ils nécessitent un entretien fréquent, ne présentent -pas une fiabilité suffisante et en outre sont souvent difficiles si ce n'est impossibles à régler. However, the existing devices currently are not sufficiently precise when the pressures are low, they require frequent maintenance, do not have sufficient reliability and, moreover, are often difficult if not impossible to adjust.

La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de surveillance de la pression d'une enceinte étanche qui pallie tous ces inconvénients et permette de détecter rapidement et avec une grande sécurité tout dépassement d'une valeur limite, tout en étant simple et aisément réglable. The object of the present invention is to provide a device for monitoring the pressure of a sealed enclosure which overcomes all these drawbacks and makes it possible to quickly and with great security detect any exceedance of a limit value, while being simple and easily adjustable. .

L'invention a en effet pour objet un dispositif de surveillance de la pression d'une enceinte étanche qui comporte un tube en U partiellement rempli d'un liquide, dont l'une des branches est à une pression de référence tandis que l'autre est à la pression de l'enceinte, chaque branche verticale du tube comportant un détecteur de niveau, réglable en altitude, la position de l'un des détecteurs correspondant à une valeur limite supérieure de la pression de l'enceinte et la position de l'autre détecteur correspondant à une valeur limite inférieure de la pression de l'enceinte, et chaque détecteur étant relié à un circuit de signalisation du dépassement de la valeur limite qui lui est associée. The subject of the invention is in fact a device for monitoring the pressure of a sealed enclosure which comprises a U-shaped tube partially filled with a liquid, one of the branches of which is at a reference pressure while the other is at the pressure of the enclosure, each vertical branch of the tube comprising a level detector, adjustable in altitude, the position of one of the detectors corresponding to an upper limit value of the pressure of the enclosure and the position of the 'Other detector corresponding to a lower limit value of the pressure of the enclosure, and each detector being connected to a signaling circuit when the limit value associated with it is exceeded.

Selon d'autres caractéristiques
- chaque détecteur de niveau comporte un organe susceptible de coulisser sur une tige de support verticale et un interrupteur de détection actionné en réponse à un soulèvement de l'organe sous l'action du liquide
- le dispositif comporte un couvercle qui ferme les deux branches verticales et dans lequel les tiges de support des détecteurs de niveau sont montées de manière réglable.According to other characteristics
- each level detector comprises a member capable of sliding on a vertical support rod and a detection switch actuated in response to an uplift of the member under the action of the liquid
- The device comprises a cover which closes the two vertical branches and in which the support rods of the level detectors are mounted in an adjustable manner.

Le tube contient un liquide chimiquement neutre qui ne s'évapore pas, tel que l'huile de vaseline. The tube contains a chemically neutral liquid that does not evaporate, such as petroleum jelly.

L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels
- la Fig.l est une vue en coupe verticale d'un dispositif selon l'invention réglé pour le con trole d'une enceinte en dépression
- la Fig.2 est une vue de dessus du dis positif de la Fig.1 ; et
- la Fig.3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig.2.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings given solely by way of example and in which
- Fig.l is a vertical sectional view of a device according to the invention adjusted for the control of an enclosure under vacuum
- Fig.2 is a top view of the positive say of Fig.1; and
- Fig.3 is a sectional view along line 3-3 of Fig.2.

Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1, 2 et 3, le dispositif, de référence générale 1, comporte un tube en U dont les branches sont constituées par deux tubes rectilignes verticaux 3, 5 en matière plastique transparente, par exemple en plexiglas, ouverts à leurs deux extrémités. Les tubes 3 et 5 sont fixés sur un socle commun 7, leurs parois latérales respectives étant placées en ajustement serré dans des gorges 9 pratiquées dans le socle et des joints toriques 71 assurant l'étanchéité. Les tubes 3 et 5 communiquent ainsi chacun par son extrémité inférieure ouverte avec un perçage vertical 13, 15 du socle 7; Un perçage horizontal 17 réunit les deux perçages verticaux 13 et 15.Ce perçage 17 traverse le socle de part en part et ses extrémités débouchant sur les parois latérales du socle 7 sont fermées par des bouchons vissés 19 et peuvent servir d'orifices de vidange si nécessaire,
Une chambre de trop plein 21 constituée par un tube fermé à son extrémité inférieure est montée entre les tubes 3 et 5 parallèlement à ces derniers, sur le socle 7.According to the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, the device, of general reference 1, comprises a U-shaped tube, the branches of which consist of two vertical rectilinear tubes 3, 5 made of transparent plastic material, for example plexiglass, open at both ends. The tubes 3 and 5 are fixed on a common base 7, their respective side walls being placed in tight fit in grooves 9 formed in the base and O-rings 71 ensuring the seal. The tubes 3 and 5 thus communicate each by its open lower end with a vertical bore 13, 15 of the base 7; A horizontal hole 17 brings together the two vertical holes 13 and 15. This hole 17 passes through the base right through and its ends opening onto the side walls of the base 7 are closed by screwed plugs 19 and can serve as drain orifices if necessary,
An overflow chamber 21 constituted by a tube closed at its lower end is mounted between the tubes 3 and 5 parallel to the latter, on the base 7.

Les extrémités supérieures des tubes 3, 5 et 21 sont fermées par un couvercle 23 qui est muni de gorges, identiques aux gorges 9, dans lesquelles viennent s'emboiter les parois latérales de ces tubes,
Les gorges du couvercle sont elles aussi munies de joints d'étanchéité 11. Le couvercle 23 comporte en outre un passage 27 s'étendant sur toute sa longueur qui à l'une de ses extrémités débouche dans un embout 26 de liaison à l'enceinte à surveiller, et à son autre extrémité est fermé par un bouchon 28. Le passage 27 communique avec le tube de trop plein 21 par l'intermédiaire de deux canaux verticaux 29 et 31 (Fig.3) pratiqués dans le couvercle 23, et avec le tube 5 par un troisième canal vertical 32 de sorte que la pression à l'intérieur des deux tubes est identique.Un autre passage 33 relie le tube 3 à l'atmosphère extérieure, qui joue ici le rôle de source de pression de référence, pour établir une pression égale à la pression atmosphérique à l'intérieur de ce tube 3. Un perçage 35 ouvrant dans le tube 3 et débouchant sur le dessus du couvercle 23, oU il est muni d'un bouchon 37, permet le remplissage du tube en U.The upper ends of the tubes 3, 5 and 21 are closed by a cover 23 which is provided with grooves, identical to the grooves 9, into which the side walls of these tubes fit together,
The grooves of the cover are also provided with seals 11. The cover 23 further comprises a passage 27 extending over its entire length which at one of its ends opens into a nozzle 26 for connection to the enclosure to be monitored, and at its other end is closed by a plug 28. The passage 27 communicates with the overflow tube 21 via two vertical channels 29 and 31 (FIG. 3) formed in the cover 23, and with the tube 5 by a third vertical channel 32 so that the pressure inside the two tubes is identical. Another passage 33 connects the tube 3 to the external atmosphere, which here acts as a reference pressure source, to establish a pressure equal to atmospheric pressure inside this tube 3. A hole 35 opening in the tube 3 and opening on the top of the cover 23, where it is provided with a plug 37, allows the filling of the tube in U.

Dans chacun des tubes 3 et 5 est monté un détecteur de niveau 38, 39 comportant un flotteur 41, 42 porté par une tige de support verticale 43. Le flotteur 41, 42 peut se déplacer le long de sa tige de support 43, par exemple en coulissant sur une longueur déterminée le long de la partie extrême de cette tige entre deux butées 44, 46. Un interrupteur à lame souple, ou contact Reed, 45 de type connu, est fixé à la tige 43 sur sa partie entourée par le corps du flotteur et est actionné par un aimant permanent 47 incorporé au flotteur 41, 42. L'interrupteur 45 et l'aimant 47 sont toutefois placés de telle manière qu'ils ne réagissent pas l'un sur l'autre lorsque le flotteur est dans sa position de repos, en appui sur la butée basse 44, mais qu'ils sont mis en action lors du soulèvement du flotteur sous l'action du liquide contenu dans le tube.  In each of the tubes 3 and 5 is mounted a level detector 38, 39 comprising a float 41, 42 carried by a vertical support rod 43. The float 41, 42 can move along its support rod 43, for example by sliding over a determined length along the end part of this rod between two stops 44, 46. A switch with a flexible blade, or reed contact, 45 of known type, is fixed to the rod 43 on its part surrounded by the body of the float and is actuated by a permanent magnet 47 incorporated in the float 41, 42. The switch 45 and the magnet 47 are however placed in such a way that they do not react to each other when the float is in its rest position, bearing on the lower stop 44, but they are put into action when the float is raised under the action of the liquid contained in the tube.

Les tiges 43 traversent le couvercle 23 auquel elles sont fixées chacune par un écrou molleté
49. La position en hauteur de ces tiges 43 est ainsi réglable, ce qui permet de placer les détecteurs de niveau 38, 39 à des altitudes différentes suivant les valeurs limites inférieure et supérieure de press-ion souhaitée. Les tiges 43 sont de préférence creuses et traversées par des conducteurs électriques 51 reliant l'interrupteur à lame souple 45 de chacun des flotteurs à un circuit de signalisation non représenté.The rods 43 pass through the cover 23 to which they are each fixed by a knurled nut
49. The height position of these rods 43 is thus adjustable, which makes it possible to place the level detectors 38, 39 at different altitudes according to the desired lower and upper press-ion limit values. The rods 43 are preferably hollow and crossed by electrical conductors 51 connecting the flexible blade switch 45 of each of the floats to a signaling circuit not shown.

On décrira ci-dessous le fonctionnement du dispositif en considérant le cas d'une enceinte étanche en dépression, mais bien entendu, ce dispositif peut tout aussi bien être utilisé pour une enceinte en surpression par rapport à l'atmosphère. The operation of the device will be described below by considering the case of a sealed enclosure under vacuum, but of course, this device can just as easily be used for an enclosure under overpressure relative to the atmosphere.

Tout d abord, on introduit dans le tube en
U, par le perçage 35, un liquide chimiquement neutre ne s'évaporant pas aux températures de fonctionnement normales du dispositif. De manière recommandée on utilise de l'huile de vaseline. Le volume de liquide nécessaire est déterminé par les dimensions des tubes 3 et 5; par exemple pour une pression de fonctionnement de l'enceinte inférieure d'environ-40 millibars à la pression atmosphérique, le volume utilisé a été d'environ 200 ml. On raccorde alors le dispositif d'une part à l'enceinte étanche à maintenir en dépression de telle manière que par l'intermédiaire des canaux 29, 31 et 32 le tube de trop plein 21 et le tube 5 soient en communication avec l'enceinte, et d'autre part à une source de pression de référence ici à l'atmosphère.First, we introduce into the tube in
U, through the bore 35, a chemically neutral liquid which does not evaporate at normal operating temperatures of the device. As a recommended method, vaseline oil is used. The volume of liquid required is determined by the dimensions of the tubes 3 and 5; for example, for an operating pressure of the enclosure which is approximately -40 millibars lower than atmospheric pressure, the volume used was approximately 200 ml. The device is then connected on the one hand to the sealed enclosure to be maintained in vacuum so that via the channels 29, 31 and 32 the overflow tube 21 and the tube 5 are in communication with the enclosure , and on the other hand to a reference pressure source here to the atmosphere.

On détermine alors, à l'aide d'un manomètre de type connu, le niveau A du liquide correspondant dans chaque tube à la valeur de consigne de la pression de fonctionnement de l'enceinte (Fig.1). Puis, on donne à la pression de 1 enceinte la valeur limite inférieure souhaitée et on régle la position du flotteur 42 dans le tube 5, en modifiant la hauteur de sa tige de support, de manière que le liquide vienne juste affleurer ce flotteur alors que ce dernier se trouve contre la butée basse 44. L'interrupteur pourra ainsi se fermer dès que le liquide dépassera le niveau correspondant à cette valeur limite inférieure (Fig. 1 trait B). La tige est fixée en position en serrant l'écrou molleté 42.On donne ensuite à la pression de l'enceinte la valeur limite supérieure et on règle de la maniére décrite ci-dessus la position du flotteur 41 dans le tube 3 (Fig. 1, trait C). Then, using a known type pressure gauge, the level A of the liquid corresponding in each tube is determined at the set value of the operating pressure of the enclosure (Fig. 1). Then, the pressure of 1 enclosure is given the desired lower limit value and the position of the float 42 in the tube 5 is adjusted, by modifying the height of its support rod, so that the liquid just comes flush with this float while the latter is located against the lower stop 44. The switch can thus close as soon as the liquid exceeds the level corresponding to this lower limit value (Fig. 1 line B). The rod is fixed in position by tightening the knurled nut 42, then the pressure of the enclosure is given the upper limit value and the position of the float 41 in the tube 3 is adjusted in the manner described above. 1, trait C).

De cette manière lorsque la pression de l'enceinte est à sa valeur de consigne ou valeur de fonctionnement, les deux flotteurs sont hors du liquide et ils demeurent hors du liquide tant que la pression dans l'enceinte n'atteint pas l'une des valeurs limites. Dès que la pression de l'enceinte dépasse l'une des valeurs limites, le flotteur correspondant 41 ou 42 se déplace en coulissant sur la tige de support 43, déplaçant par là l'aimant 47 qu'il porte. La variation de champ magnétique entrainée par le déplacement de l'aimant 47 provoque la fermeture de l'interrupteur 45, ce qui produit un signal électrique transmis par les conducteurs 51 au circuit de signalisation, Ce circuit fournit alors un signal de dépassement de niveau qui peut être visuel, sonore ou autre, et qui peut aussi servir de signal d'alerte si nécessaire. In this way when the pressure of the enclosure is at its setpoint or operating value, the two floats are out of the liquid and they remain out of the liquid as long as the pressure in the enclosure does not reach one of the limit values. As soon as the pressure of the enclosure exceeds one of the limit values, the corresponding float 41 or 42 moves by sliding on the support rod 43, thereby displacing the magnet 47 which it carries. The variation in magnetic field caused by the displacement of the magnet 47 causes the closing of the switch 45, which produces an electrical signal transmitted by the conductors 51 to the signaling circuit. This circuit then provides a level overshoot signal which can be visual, audible or other, and which can also serve as a warning signal if necessary.

Un tel dispositif permet de détecter de très faible variation de niveau puisqu'une faible course du flotteur suffit pour provoquer la fermeture de l'interrupteur. Such a device makes it possible to detect very small level variation since a short stroke of the float is sufficient to cause the closing of the switch.

Il permet par suite de détecter d'une façon quasi-instantanée de très faibles variations de pression, de l'ordre par exemple de 0,1 millibar, ce qui le rend particulièrement adapté au controle d'en- ceintes étanches devant ètre utilisées à des pressions comprises entre O et 25 milibars au-dessus et en-dessous de la pression atmosphérique. It therefore makes it possible to detect, in an almost instantaneous manner, very small variations in pressure, of the order for example of 0.1 millibar, which makes it particularly suitable for the control of sealed enclosures before being used pressures between 0 and 25 milibars above and below atmospheric pressure.

Son réglage est extrèmement simple et il est peu fragile et extrêmement fiable, tout particulièrement lorsque le liquide contenu dans le tube est une huile de vaseline en raison notamment du fait que cette huile ne s'évapore pas et est chimiquement neutre. Its adjustment is extremely simple and it is not very fragile and extremely reliable, especially when the liquid contained in the tube is a petroleum jelly oil due in particular to the fact that this oil does not evaporate and is chemically neutral.

On peut bien entendu, si on le souhaite, régler les positions des flotteurs et des interrupteurs de manière qu'une première partie de la course de chaque flotteur soit neutre et ne commande pas l'interrupteur. On élimine ainsi le risque d'apparition de signaux dus à des perturbations momentanées de très faible amplitude du niveau du liquide.  One can of course, if desired, adjust the positions of the floats and switches so that a first part of the travel of each float is neutral and does not control the switch. This eliminates the risk of the appearance of signals due to momentary disturbances of very small amplitude in the liquid level.

Claims (11)

REVENDICATIONS Dispositif de surveillance de la pression d'une enceinte étanche comportant un tube en U partiellement rempli d'un liquide dont 1 une des branches (5) est à une pression de référence tandis que l'autre (3) est à la pression de l'enceinte, caractérisé en ce que chaque branche verticale (3, 5) du tube comporte un détecteur de niveau (38, 39), réglable en altitude, la position de l'un (38) des détecteurs correspondant à une valeur limite supérieure de la pression de l'enceinte et la position de l'autre détecteur (39) correspondant à une valeur limite inférieure de la pression de l'enceinte, et chaque détecteur (38, 39) étant relié à un circuit de signalisation du dépassement de la valeur limite qui lui est associée. Device for monitoring the pressure of a sealed enclosure comprising a U-shaped tube partially filled with a liquid, one of the branches (5) of which is at a reference pressure while the other (3) of which is at the pressure of 1 enclosure, characterized in that each vertical branch (3, 5) of the tube comprises a level detector (38, 39), adjustable in altitude, the position of one (38) of the detectors corresponding to an upper limit value of the pressure of the enclosure and the position of the other detector (39) corresponding to a lower limit value of the pressure of the enclosure, and each detector (38, 39) being connected to a circuit for signaling the exceeding of the associated limit value. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détecteur de niveau (38, 39) comporte un organe (41, 42) susceptible de coulisser sur une tige de support verticale (43) et un interrupteur de détection (45) actionné en réponse à un soulèvement de l'organe coulissant sous l'action du liquide. 2. Device according to claim 1, characterized in that each level detector (38, 39) comprises a member (41, 42) capable of sliding on a vertical support rod (43) and a detection switch (45) actuated in response to an uplift of the sliding member under the action of the liquid. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe coulissant est un flotteur creux (41, 42) contenant un aimant (47) qui actionne un interrupteur à lame souple (54) fixé sur la tige de support (43). 3. Device according to claim 2, characterized in that the sliding member is a hollow float (41, 42) containing a magnet (47) which actuates a flexible blade switch (54) fixed on the support rod (43) . 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque détecteur de niveau (38, 39) est monté sur une tige de support verticale (43) plongeant d'une longueur réglable à l'intérieur de la branche correspondante (3, 5). 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each level detector (38, 39) is mounted on a vertical support rod (43) plunging with an adjustable length inside the branch corresponding (3, 5). 5. Dispositif selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux tubes verticaux (3, 5) constituant les branches du U et communiquant entre eux par un passage (17) pratiqué dans un socle (7) de support des deux tubes. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises two vertical tubes (3, 5) constituting the branches of the U and communicating with each other by a passage (17) formed in a base (7) supporting the two tubes. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle (23) qui ferme les deux tubes verticaux (3. 5) et dans lequel les tiges (43) de support des détecteurs de niveau (38, 39) sont fixées de manière réglable. 6. Device according to claim 5, characterized in that it comprises a cover (23) which closes the two vertical tubes (3. 5) and in which the rods (43) for supporting the level detectors (38, 39) are adjustable. 7. Dispositif selon 1 une des revendications précédentes, caractérisé en ce que'il comporte en outre une chambre de réception de trop plein (21) communiquant à sa partie supérieure avec l'un des tubes verticaux (3, 5). 7. Device according to 1 one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an overflow receiving chamber (21) communicating at its upper part with one of the vertical tubes (3, 5). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression dans l'enceinte étant inférieure à la pression de référence, le détecteur de niveau (39) correspondant à la valeur limite inférieure est situé dans le tube (5) relié à l'enceinte. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the enclosure being less than the reference pressure, the level detector (39) corresponding to the lower limit value is located in the tube (5) connected to the enclosure. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre de trop plein (21) communique avec le tube vertical (5) par l'intermédiaire de deux canaux (31, 32) ménagés dans le couvercle et débouchant dans un passage (27) qui communique avec l'enceinte étanche. 9. Device according to claim 8, characterized in that the overflow chamber (21) communicates with the vertical tube (5) via two channels (31, 32) formed in the cover and opening into a passage ( 27) which communicates with the sealed enclosure. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression de référence est la pression atmophérique. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reference pressure is the atmospheric pressure. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le liquide contenu dans le tube est un liquide chimiquement neutre et ne s'évapora-nt pas tel que l'huile de vaseline.  11. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid contained in the tube is a chemically neutral liquid and does not evaporate such as petroleum jelly.