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MEMOIRE DESCRIPTIF Déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION
PROCEDE POUR LA PRODUCTION DE TUBES METALLIQUES A VIDE POUSSE. SPECIALEMENT APPLICABLE AUX APPAREILS
A DECHARGE DANS LE VIDE-
L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication de récipients métalliques à vide, formés de plusieurs éléments soudés. Les points ou lignes de soudure doivent être absolument étanches au vide. Cela présente une importance particulière, lorsque le récipient à vide est destiné à constituer un appareil à décharge dans le vide, par exemple un redresseur à vapeur de mercure, qui doit être utilisé d'une manière continue loin d'une pompe à vide.
En pratique, l'obtention d'enveloppes métalliques étanches à un vide poussé est extraordinairement difficile,, de sorte qu'on recherche continuellement, dans le monde des techniciens, des procédés de fabrication appropriés.
Conformément à l'invention, la fabrication des réci-
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de soudure au point de vue de l'étanchéité, sont réalisées très simplement de la manière suivante: les différentes parties de l'enveloppe, par exemple la partie supérieure et la partie inférieure, sont tout d'abord fabriquées avec les chambres de refroidissement et autres éléments nécessaires, puis les chambres de refroidissement et autres éléments qui enveloppent la chambre à vide proprement dite de l'enveloppe sont remplie, pour l'essai des soudures, à l'étanchéité, d'un fluide d'épreuve, dont le passage à travers les points de fuite ou défauts d'étanchéité laisse des traces reconnaissables sur la face extérieure des soudures;
les différentes pièces constitutives de l'enveloppe sont ensuite soudées ensemble, l'intérieur de l'enveloppe à vide est à nouveau rempli de ce fluide d'épreuve, pour l'essai à l'étanohéité des autres soudures.
En employant ce mode de vérification de l'étanchéité, on n'a plus l'obligation de procéder, avec plus ou moins de difficultés, à l'épreuve des points ou lignes de soudure situés à l'intérieur des chambres de refroidissement ou autres; cette épreuve peut s'effectuer du côté extérieur et librement accessible des points et lignes de soudure.
Les expériences faites sur une grande échelle ont démontré que la méthode Indiquée ci-dessus permet d'obtenir, d'une manière économique, des récipients à vide qui présentent une étanchéité parfaite à un vide élevé.
Pour la disposition des points de soudure, en parti- culier des lignes de soudure, il faut encore tenir compte de ce qui suit;
Une ligne de soudure, effectuée par un soudeur expé- rimenté, présente, qu'il s'agisse d'une soudure autogène, ou d'une soudure à l'arc, sur le coté de la flamme, ou sur le @
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peut reconnaître, d'une manière commode, par un procède quelconque de vérification de l'étanchéité, les points de fuite ou défauts d'étanchéité, tels que pores, crevasses, etc.,.
Du côté de la ligne de soudure opposé à la flamme ou à l'arc, la surface est au contraire irrégulière; elle présente des cavités qui s'enfoncent plus ou moins profondément dans la soudure. L'épreuve à l'étanchéité d'une telle surface ne peut pas s'effectuer sans difficultés ou sans recours à des moyens auxiliaires particuliers.
Conformément à la présente invention, les points de soudure, servant à l'assemblage des divers éléments de l'enveloppe, sont avantageusement disposés de telle manière que la partie lisse des points ou lignes de soudure se trouve du coté, du vide, ou du côté libre extérieur des parois de l'enveloppe, tandis que le coté rugueux se trouve dans les chambres de refroidissement ou autres qui entourent la chambre à vide proprement dite.
La disposition des points ou lignes de soudure lisses sur le coté de la chambre à vide présente en outre cet avantage que le nettoyage absolument nécessaire peut être effectué sans difficultés, tandis qu'il serait malaisé si la face rugueuse des points ou lignes de soudure se trouvait limitée par le vide, car des impuretés et autres substances capables de nuire à l'établissement du vide pourraient se fixer facilement dans les petites cavités, d'où il serait pratiquement impossible de les éliminer.
On comprendra mieux l'invention en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un redresseur à vapeur de mercure, avec lignes et points de soudure disposés conformément à l'invention.
Les figures 2 et 2a représentent, à plus grande échelle
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L'enveloppe à vide proprement dite consiste en deux par- ties, la partie supérieure 1 et la partie inférieure 2 ; mais il est encore possible de la subdiviser d'une autre manière.
En 3 sont les anodes, portées par des bornes 4. Une cathode de mercure 5 est introduite par fusion dans la partie inférieure 2 de l'enveloppe, par l'intermédiaire d'un ajutage en verre iso- lant 6. Les parois 7 de l'enveloppe sont entourées de chambres de refroidissement 8, remplies d'un agent réfrigérant approprié.
Les manchons 9 qui renferment les anodes 3 et le dôme de con- densation 10 sont également entourés de chambres de refroidis- sement 11.
Comme on peut le voir à la figure 1, la partie supérieure
1 et la partie inférieure 3 forment chacune, avec les chambres de refroidissement correspondantes, un récipient complètement fermé. Les lignes de soudure servant à la liaison des différen- tes parties de l'enveloppe sont disposées .de telle manière que la face extérieure lisse des lignes de soudure se trouve du côté du vide, ou du côté extérieur libre. La figure 2 montre la disposition de cette ligne de soudure; quant aux autres lignes de soudure, elles sont disposées de la même manière.
La figure 2a montre, à plus grande échelle, ce qu'il faut entendre par face lisse 14= orientée vers la flamme ou l'are et face rugueuse, percée de pores 15, orientée dans le sens opposé.
La fabrication de l'enveloppe à vide, avec épreuve des points de soudure à l'étanchéité, est réalisée de la manière suivante:
Les divers éléments de l'enveloppe sont établis tout d'abord, chacun d'eux comportant une partie de l'enveloppe à vide proprement dite, entourée des chambres de refroidissement néces- saires et autres, qui peuvent par exemple consister en chambres @
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éléments séparés est extrêmement simple, car toutes les lignes de soudure peuvent être disposées à l'extérieur, sans présenter aucun danger et en restant commodément accessibles. On effectue alors l'épreuve ou vérification des lignes de soudure des différentes parties, en remplissant les chambres de refroidissement et autres du fluide de vérification.
Oela permet de déterminer facilement les défauts d'étanchéité éventuels, en opérant du côté extérieur, donc facilement accessible. Après avoir effectué cette opération, on réunit les parties de l'enveloppe, et l'enveloppe à vide fermée proprement dite est remplie de fluide de vérification d'étanchéité. Il ne reste alors à contrôler que les lignes de soudure assurant la réunion des parties de l'enveloppe. Comme ces lignes de soudure sont également facilement accessibles de l'extérieur, leur vérification est également très simple.
Pour la vérification de leur étanchéité, les chambres de refroidissement 8 pu 11 peuvent être soumises à une surpression atmosphérique. La face extérieure des lignes de soudure est alors recouverte d'une solution de savon. Les bulles formées permettent de déterminer les points de fuite ou défauts d'étanchéité éventuels,
On peut encore remplir les chambres de refroidissement d'un gaz à réaction chimique. On apporte alors, sur la face ex- térieure des lignes de soudure, un réactif approprié à ce gaz, et dont les altérations permettent de déceler les défauts d'étanchéité.
On peut par exemple utiliser, d'une manière connue en elle-même, comme gaz actif, le gaz ammoniac, et disposer sur la face extérieure des soudures, des bandes de toile imprégnées de nitrate de mercure. La coloration de ce sel permet de décelé: facilement les défauts d'étanchéité éventuels.
La vérification de l'enveloppe entière est également effectuée selon l'un des procédés décrits ci-dessus.
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Au lieu des procédés de vérification donnés ici, on peut également utiliser tout procédé de vérification admissible.
REVENDICATIONS
1 ) Procédé pour la production l'enveloppes métalliques à vide élevé, formées de plusieurs parties soudées entre elles, en particulier pour appareils à décharge dans le vide, carac- térisé par ceci que les diverses parties de l'enveloppe sont d' abord fabriquées avec les chambres de refroidissement ou autres nécessaires, puis que les chambres de refroidissement et autres entourant la chambre à vide proprement dite sont remplies d'un fluide de vérification, d'une manière connue en elle-même, pour procéder à l'épreuve à l'étanchéité des lignes de soudure des différentes parties de l'enveloppe,
les défauts d'étanchéité étant facilement décelés à l'extérieur par le passage du fluide de vérification à travers les points défectueux des lignes de soudure; les différentes parties de l'enveloppe sont alors soudées entre elles, et la chambre à. vide est également remplie du fluide de vérification pour l'épreuve du reste des soudures.
2 ) Procédé selon 1 ), caractérisé par ceci, que la face lisse des soudures aboutissant à la chambre à vide, pour la réunion des diverses parties de l'enveloppe à vide, et aux chambres qui l'entourent, est disposée du côté du vide ou à l'extérieur.
3 ) Procédé pour la vérification de l'étanchéité, oarac- térisé par ceci, que pour la détermination des défauts d'étan- chéité, d'une manière connue en elle-même, les chambres à vérifier sont soumises à une surpression, la face.extérieure des lignes de soudure étant badigeonnée d'une solution de savon ou analogue, qui permet de déceler facilement les défauts éventuels d'étanchéité, par la formation de bulles.
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DESCRIPTIVE MEMORY Filed in support of a patent application
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HIGH VACUUM METAL TUBES. SPECIALLY APPLICABLE TO APPLIANCES
A DISCHARGE IN THE VACUUM
The subject of the invention is a process for the manufacture of metal vacuum containers formed from several welded elements. The welding points or lines must be absolutely vacuum tight. This is of particular importance when the vacuum vessel is intended to constitute a vacuum discharge apparatus, for example a mercury vapor rectifier, which is to be used continuously away from a vacuum pump.
In practice, obtaining high vacuum tight metal enclosures is extraordinarily difficult, so that suitable manufacturing methods are continually sought in the technical world.
According to the invention, the manufacture of the containers
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welding from the point of view of sealing, are made very simply as follows: the different parts of the casing, for example the upper part and the lower part, are first of all manufactured with the cooling chambers and other necessary elements, then the cooling chambers and other elements which surround the vacuum chamber itself of the envelope are filled, for the test of the welds, to the tightness, with a test fluid, the passage of which through leakage points or leaks leaves recognizable traces on the outer face of the welds;
the various constituent parts of the casing are then welded together, the interior of the vacuum casing is again filled with this test fluid, for testing the strength of the other welds.
By using this method of checking the tightness, there is no longer any obligation to proceed, with varying degrees of difficulty, to the test of the points or weld lines located inside the cooling chambers or other ; this test can be carried out on the outside and freely accessible from the weld points and lines.
Experiments carried out on a large scale have shown that the method indicated above makes it possible to obtain, in an economical manner, vacuum vessels which exhibit a perfect seal at high vacuum.
The following must also be taken into account for the arrangement of the weld points, in particular the weld lines;
A weld line, carried out by an experienced welder, present, whether it is an autogenous weld, or an arc weld, on the side of the flame, or on the @
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can conveniently recognize, by any leakage checking procedure, leak points or leaks, such as pores, crevices, etc.,.
On the side of the weld line opposite to the flame or the arc, the surface is, on the contrary, irregular; it has cavities which sink more or less deeply into the weld. The leakproofness test of such a surface cannot be carried out without difficulty or without recourse to special auxiliary means.
According to the present invention, the weld points, used for assembling the various elements of the envelope, are advantageously arranged such that the smooth part of the weld points or lines is on the side, the void, or the side. outer free side of the walls of the casing, while the rough side is in the cooling or other chambers which surround the vacuum chamber itself.
The arrangement of the smooth weld points or lines on the side of the vacuum chamber has the further advantage that absolutely necessary cleaning can be carried out without difficulty, while it would be difficult if the rough face of the weld points or lines becomes was limited by vacuum, as impurities and other substances capable of interfering with the establishment of a vacuum could easily settle in the small cavities, from which it would be practically impossible to remove them.
The invention will be better understood by referring to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a longitudinal section of a mercury vapor rectifier, with weld lines and spots arranged in accordance with the invention.
Figures 2 and 2a represent, on a larger scale
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The actual vacuum envelope consists of two parts, the upper part 1 and the lower part 2; but it is still possible to subdivide it in another way.
At 3 are the anodes, carried by terminals 4. A mercury cathode 5 is introduced by fusion into the lower part 2 of the casing, via an insulating glass nozzle 6. The walls 7 of the casing are surrounded by cooling chambers 8, filled with a suitable coolant.
The sleeves 9 which enclose the anodes 3 and the condensation dome 10 are also surrounded by cooling chambers 11.
As can be seen in figure 1, the upper part
1 and the lower part 3 each form, with the corresponding cooling chambers, a completely closed container. The weld lines serving to bond the various parts of the casing are arranged such that the smooth outer face of the weld lines is on the void side, or the free outer side. Figure 2 shows the arrangement of this weld line; as for the other weld lines, they are arranged in the same way.
Figure 2a shows, on a larger scale, what is meant by smooth face 14 = oriented towards the flame or are and rough face, pierced with pores 15, oriented in the opposite direction.
The manufacture of the vacuum envelope, with sealing weld points test, is carried out as follows:
The various elements of the envelope are established first, each of them comprising a part of the vacuum envelope itself, surrounded by the necessary cooling chambers and the like, which may for example consist of chambers.
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separate elements is extremely simple, because all the weld lines can be arranged outside, without presenting any danger and remaining conveniently accessible. The test or verification of the weld lines of the various parts is then carried out, by filling the cooling and other chambers with the verification fluid.
This makes it easy to determine any leaks in the seal, working from the outside, and therefore easily accessible. After having performed this operation, the parts of the casing are joined together, and the closed vacuum casing itself is filled with leak test fluid. It then remains to check only the weld lines ensuring the meeting of the parts of the envelope. As these weld lines are also easily accessible from the outside, their verification is also very simple.
To check their tightness, the cooling chambers 8 pu 11 may be subjected to atmospheric overpressure. The outer face of the weld lines is then covered with a soap solution. The bubbles formed make it possible to determine any leak points or possible leaks,
It is also possible to fill the cooling chambers with a gas having a chemical reaction. A reagent suitable for this gas is then applied to the outside face of the weld lines, the alterations of which make it possible to detect leaks.
One can for example use, in a manner known per se, as active gas, ammonia gas, and have on the outer face of the welds, strips of fabric impregnated with mercury nitrate. The coloring of this salt makes it possible to easily detect any sealing defects.
The verification of the entire envelope is also carried out according to one of the methods described above.
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Instead of the verification methods given here, any admissible verification method can also be used.
CLAIMS
1) Process for the production of high vacuum metal casings, formed of several parts welded together, in particular for vacuum discharge apparatus, characterized in that the various parts of the casing are first manufactured with the necessary cooling or other chambers, then that the cooling and other chambers surrounding the vacuum chamber itself are filled with a test fluid, in a manner known per se, to carry out the test. the tightness of the weld lines of the different parts of the envelope,
leaks being easily detected on the outside by the passage of the test fluid through the defective points of the weld lines; the different parts of the casing are then welded together, and the chamber. vacuum is also filled with check fluid to test the rest of the welds.
2) Method according to 1), characterized by this, that the smooth face of the welds leading to the vacuum chamber, for the joining of the various parts of the vacuum casing, and to the chambers which surround it, is arranged on the side of the empty or outside.
3) Method for checking the tightness, characterized by this, that for the determination of the leaks, in a manner known per se, the chambers to be checked are subjected to an overpressure, the exterior face of the weld lines being coated with a soap solution or the like, which makes it possible to easily detect any sealing defects, by the formation of bubbles.
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