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"PERFECTION1\!EMENTS lux INDICATEURS DE NIVEAU POUR GAZ LIQ,UEFIS".
On sait que les indicateurs de niveau pour récipients à gaz liquéfiés qui sont liquides à des températures inférieures à la température ambiante, sont constitués essentiellement par un tuyau ou branche de départ suivi d'une branche ascendante dans laquelle le liquide est vaporisé par un moyen quelconque de chauffage et qui aboutit à un manomètre à liquide, par exemple à l'une des branches d'un tube en U, dont l'autre branche est en communication avec l'atmosphère gazuse au-dessus du liquide en question ; la va- porisation du liquide fournit une pression gazeuse qui se transmet au manomètre et dont'la valeur correspond à la hauteur du liquide à mesurer.
En pratique les gaz liquéfiés ne sont pas à l'état absolument pur; certains tels que l'éthylène, le propane, extraits des gaz de fours à coke ou des gaz de raffinerie de pétrole, con- tiennent, comme impuretés, des produits bouillant à plus haute tempéraure, tels que le benzol, des hydrocarbures lourds, qui se vaporisent difficilement dans la branche de l'indicateur de niveau;
ils s'y accumulent donc et le défautde vaporisation, ainsi qu'é- ventuellement de légères fuites qui peuvent exister sur ce mano-
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mètre, empêchent le niveau de celui-ci de suivre les variations du niveau du liquide dans le récipient; les indications du mano- mètre sont donc faussées et même le fonctionnement de celui-ci est complètement arrêté si les produits lourds se déposant à l'é- tat solide dans la branche de vaporisation.
Il est possible de remédier partiellement à ces inconvénients en purgeant périodiquement le liquide accumulé dans le bas du niveau; mais cette façon d'opérer, outre qu'elle constitue une perte de matière et de froid, n'est pas satisfaisante surtout dans le cas où le récipient fait partie d'un appareil de liquéfaction de gaz et où le fonctionnement correct du niveau est indispensable à la bonne marche de cet appareil, par exemple au maintien de la quantité de liquide dans lequel baigne un dispositif de vaporisa- tion du liquide.
La présente invention, due à Monsieur Jules VOL@AU, remédie complètement à ces inconvénients. Elle consiste à disposer sur l'indicateur décrit ci-dessus une branche supplémentaire ramenant dans le liquide du récipient le gaz vaporisé entraînant du liquide; il s'établit ainsi dans la branche de départ du liquide, puis dans celle de vaporis@tion .et enfin dans cette branche supplément- taire, une circulation continue du liquide provenant du récipient, avec présence de bulles gazeuses dans ces deux dernières branches' en dimensionnant convenablement les tuyauteries des branches et assurant un chauffage approprié pour la vaporisation partielle du liquide, on vaporise assez de liquide pour obtenir le maximum de circulation,
ce qui évite toute accumulation gênante des pro- duits de moindre volatilité ou solidifiables.
Dans ces conditions, le manomètre auquel est reliée l'extré- mité de la,branche de vaporisation indique la hauteur du liquide dans le récipie.nt, non plus au-dessus du niveau où est piquée la branche de départ, mais au-dessus du niveau où sur le récipient est piquée la branche supplémentaire ; par son autre extrémité; celle-ci est de préférence piquée juste au-dessus de la partie de la branche où cesse la vaporisation partielle.
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La figure 1 ci-jointe représente schématiquement à titre d'exemple une forme d'exécution de la présente invention. Dans cette figure, A est le récipient contenant' le liquide dont on désire mesurer le niveau. Vers sa partie inférieure est piqué le tuyau ou branche de départ B, qui amène le liquide à vaporiser à la branche ascendante C où se produit la vaporisation partielle par chauffage au contact d'une plaque métallique D chauffée elle- même, soit par l'air ambiant dans le cas de liquide bouillant à basse température, soit par un moyen quelconque de chauffage ar- tificiel. Cette branche C se'prolonge par une branche ascendante E dont l'extrémité est reliée par une tuyauterie à une des bran- ches d'un manomètre non représenté, constitué par un tube en U rempli de liquide.
Vers l'extrémité de la vaporisation en C est piquée la branche supplémentaire F, ramenant dans la cuve A les gaz vaporisés qui entraînent le liquide en excédent. L'atmosphère. gazeuse de cette cuve est en communication par le raccord G et une tuyauterie avec l'autre branche du tube en U manomètre. La dénivellation du liquide dans le tube U indique la hauteur du liquide au-dessus du piquage de F sur la cuve A. Bien entendu, la branche E pourrait être piquée sur une portion de la branche F.
Il y a intérêt à ce que la différence de niveau entre les points de piquage des branches B et F soit la plus faible possi- ble pour que les indications du niveau correspondent le mieux aux différentes hauteurs de liquide dans le récipient.
D'autre part, on s'est rendu compte notamment que, dans les dits indicateurs, où l'on cherche à réaliser une circulation du liquide suffisamment grande pour éviter, dans les branches du niveau, l'accumulation de certaines impuretés gênantes, la vi- tesse de circulation du liquide qu'il faut réaliser dans la branche inférieure B doit augmenter quand la quantité d'impuretés du liquide augmente, pour une même .nature de ces impuretés.
Pour obtenir, dans les meilleures conditions, le résultat cherché, on donne, tout au moins- aux branches B et C et de pré- férence aussi à la branche F une forme facilitant la circulation
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du liquide et ne comportant par conséquent ni partie descendante, ni changement brusque de direction ; en chaque point de l'axe moyen du tube constituant le niveau et à partir du piquage infé- rieur de ce tube sur le récipient contenant le liquide, la tangente à cet axe fait avec l'horizontale un angle dont la valeur ne di- minue pas et passe par 90 à l'endroit où la direction de l'axe s'inverse pour se diriger sur le piquage supérieur en faisanten chaque point,également, sur la même partie de l'horizontale que précédemment, un angle qui ne diminue pas ;
cet angle peut être constant ou varier progressivement.
Une réalisation avantageuse de cette forme de niveau consiste en un tube en forme d'épingle à cheveux située dans un plan ver- tical et ayant son axe de symétrie horizontal ; par conséquent la branche droite inclinée inférieure de l'épingle à cheveux remplace la branche B et la branche droite inclinée supérieure remplace la branche F du dessin, le coude oupartie courbe se trouvant en C; C'est en C que se trouve piquée la branche ascendante E conduisant le gaz au niveau du manomètre.
On peut encore,améliorer cette forme en donnant à la partie courbe de l'épingle à cheveux la forme gauche résultant de sa torsion de 80 à 80 environ autour de son axe horizontal ; de cette façon l'ascension du fluide à l'intérieur de l'épingle à cheveux se fait sensiblement suivant une pente constante, ce qui permet d'obtenir une plus grande vitesse de circulation et, par suite, pour un même liquide impur, de rapprocher par exemple la distance entre les piquages des branches B et F sur le récipient contenant le liquide.
Bien entendu, ainsi qu'on le sait, avec des liquides dont le point d'ébullition est relativement bas par rapport à la température ambiante, la plaque chauffante D peut être supprimée, au liquide se faisait alors par la rentrée de chaleur/ l'apport de chaleur/provenant de l'extérieur a travers la matière isolante entourant la branche du dispositif qui contient le li- quide ; dans ce cas l'invention permet de diminuer la surface extérieure des branches B, C, F, par laquelle se fait la trans- mission de cette chaleur.
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Une autre forme, avantageuse. peut être réalisée de la façon suivante, suivant le schéma de la figure 2 du dessin ci-joint donné à titre d'exemple.
Les branches B et F une longueur réduite au minimum et sont constituées sensiblement par les piquages eux-mêmes sur la cuve de liquide ; piquages sont reliés par la branche C droite et sensiblement verticale. Dans le cas ci-dessus'indiqué où l'apport de chaleur se fait unique- ment par rentrée de chaleur de l'extérieur, la faible surface du-piquage B et de C.ne permet plus d'amener la quantité de chaleur nécessaire et, dans ce cas, celle-ci est amenée à peu près uniquement par la branche E à laquelle on peut donner, une section métallique aussi grande qu'il faut. On donne préféra- blement au piquage B et à la branche C une section plus grande qu'à la partie supérieure de C et qu'au piquage F, le raccor- dement entre ces deux parties se faisant alors par une partie conique.
Dans ces conditions,.l'apport de chaleur fait par @ provoque dans la partie supérieure de C et dans le piquage F, et la circulation du mélange de gaz7de liquide et on donne à ces deux parties du niveau une section suffisamment faible pour que les bulles de gaz y forment avec le liquide des chapelets ou tout au,moins pour que la proportion des bulles de gaz dans le liquide soit assez forte pour que le mélange gaz-liquide s'élève dans ces deux parties du niveau d'une-façon analogue à ce qui se produit dans le dispositif connu sous le nom de pompe "Mammouth".
Dans la partie inférieure du niveau circule uniquement du liquide et la vitesse de celui-ci es t.relativement faible ainsi que, par suite, la perte de 'charge. L'intensité de la circulation est déterminée par l'apport de chaleur fait par la branche E et on--,peut ainsi réaliser une circulation active de liquide dans le niveau de façonna éviter l'accumulation de tou- tes impuretés gênantes.