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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS DANS La FABRICATION DES APPAREILS à DECHARGE ELECTRIQUE A ATMOSPHERE GAZEUSE CONTENANT DU MERCURE la SOCIETE ANONYME POUR LES APPLICATIONS DE L'ELECTRICITE ET DES GAZ RARES -' ETABLISSEMENTS CLAUDE-PAZ ET SILVA Demande de brevet français en sa faveur du 20 Décembre 1943
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à la fabrication des appareils à décharge électrique à atmosphère gazeuse contenant du mercure, comme par exemple les tubes d'éclairage dont la paroi intérieure est revêtue d'une matière luminescente.
On sait que cette fabrication comporte no- tamment ce qu'on appelle habituellement le "pompage" et insistant dans des opérations de chauffage de tout l'appareil et spéciale- ment de certains de ses éléments, en même tempe que dans des opé- d'évacuation des gaz par une pompe à vide, avec ou sans passage de\ la décharge électrique dans l'appareil, Si on introduit la quantité voulue de mercure dans l'appareil à décharge avant pompage, ce mercure, participant au traitement thermique lors du passage de l'appareil dans le four de chauffage, peut par sa vaporisation nuire à la qualité thermo-émissive des électrodes de l'appareil ou donner lieu à la formation de dépôts noiretres sur les parois,
ou
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affecter les matières luminescentes qui recouvrent ces parois si l'appareil en comporte. C'est pour remédier à ces inconvénients qu'en pratique, notamment pour les appareils à électrodes sensibles au mercure et à revêtement de substances luminescentes, on opère le pompage en l'absence du mercure, celui-ci n'étant introduit dans l'appareil qu'après/pompage, mais cela nécessite de l'introduire sous vide et, à cet effet, on se sert, en plus de la pompe à vide, d'une pompe refoulant dans le tube la quantité voulue de mercure ; l'appareil réalisé ainsi avec cette pompe doit fonctionner sous - vide, ce qui rend sa construotion relativement compliquée et dif- ficile;
de plus, la pompe de refoulement comporte des parties mé- caniques mobiles et, s'il faut lubréfier celles-ci, on risque de souiller le mercure.
La présente invention remédie notamment à ces inconvénients et supprime l'emploi de la pompe de refoulement; elle consiste es- sentiellement , lors de l'introduction du mercure dans l'appareil lui-même avant le pompage, à loger le mercure dans la partie termi- nale appartenant à l'appareil même, puis à veiller, lors du pompage, à ce que cette partie se trouve à une température inférieure à celles du restant de l'appareil, par exemple à ce qu'elle se trouve dans l'air ambiant, avec ou sans dispositif de refroidissement sup- plémentaire. Cette partie terminale, qui est tout de même chauffée lors du pompage, constitue ainsi une paroi froide par rapport au reste de l'appareil et suivant le principe bien connu de la paroi froide, le mercure n'a pas tendance à se vaporiser, la paroi froide condensant la vapeur de mercure qui se produirait.
Par conséquent, dans le cas pr exemple d'un tube à décharge électrique muni à chacune de ses extrémités d'une électrode et comportant à une seule de ses extrémités un queusot pour le pompage du tube, on introduit la quantité voulue de mercure pur par ce
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queusot, pendant que le tube est tenu verticalement, avec son queu- sot à la partie supérieure; le queusot a un diamètre assez grand pour permettre le passage facile du liquide et, comme ce queusot et le tube sont tous deux à la température ambiante, donc relative- ment froide, le mercure ne mouille pas le verre et, de ce fait aussi, il s'écoule facilement ;
il se rassemble en une ou plusieurs gouttes dans la partie la plus basse du tube, donc en-dessous de l'électrode la plus voisine de cette partie. Puis le tube est monté, tenu tou- jours verticalement et avec sa goutte de mercure, à la partie infé- rieure, sur l'appareil usuel de pompage par son queusot, si cet appareil présente pour ce montage un raccord placé sous le canal de vide ; il faut au contraire retourner le tube et rassembler le mer- oure à la partie basse du tube en dehors de l'étuve ou four de ohauf fage dans le cas où la canalisation de vide est située sous le tube.
Ensuite, au cours des opérations de pompage, on évite la vaporisatior du mercure en disposant le tube de façon que son point le plus bas contenant le mercure ne soit pas sensibiement chauffé, par exemple en laissant sortir sa partie inférieure en dehors de l'étude dans l'air ambiant: pendant le chauffage, il s'établit en pratique une circulation de cet air ambiant autour de cette partie inférieure du tube pour maintenir celle-ci sensiblement à la température ambiante.
Le temps de chauffage c'est-à0dire de séjour dans l'étuve est en général oourt, notamment lorsque les opérations de pompage sont ef- fectuées sur un bâti mécanique rotatif. Puis on continue les opéra- tions de pompage et, dès qu'on a fait le vide final dans le tube, on y introduit l'atmosphère de gaz désirée, puis on scelle et on coupe le queusot. Bien entendu, ce mode opératoire n'est donné qu'à titre d'exemple et, par exemple, on peut munir le tube d'un queusot à chaque extrémité, ce qui évite d'avoir à retourner le tube, dans ,le cas indiqué ci-dessus, avant son montage sur l'appareil de pom- page ; le queusot supérieur non utilisé pour le pompage, est scellé après introduction du mercure.
En pratique, il est toujours possible de régler convenablement
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la distance verticale entre le niveau de la partie inférieure de l'étuve et le niveau où se trouve la goutte de mercure, ainsi que la durée du chauffage par l'étuve et la température de Celte-ci, de telle sorte qu'un dégazage suffisant par la chaleur de la partie inférieure de l'appareil à décharge se trouve concilié avec la protection du mercure contre une élévation de température nuis ible.
Un des avantages de la présente invention consiste en ce que, air.si qu'on l'a constaté, elle évite, dais le cas de tubes dont la paroi est munie inténieurement d'un revêtement luminescent, l'ap- parition, au bout d'un certain temps de fonctionnement, de taches sur la paroi qui se manifestent lorsqu'en introduisant le mercure avant le pompage, tout l'appareil, y compris le mercure, est soumis au chauffage pendant les opérations de pompages
L'invention vise également un appareil doseur de la quantité de mercure à introduire dans l'appareil;
suivant la nature de l'ap- pareil à décharge électrique à atmosphère de vapeur de mercure, il peut être nécessaire de doser avec soin la quantité de mercure à in- troduire, cette quantité influant sensiblement, par exemple, sur les conditions de fonctionnement de l'appareil, sa durée, ses caractéris- tiques électriques. Ces quantités peuvent être très faibles, par exemple de l'ordre du centigramme à la précision de plus ou moins 1 milligramme. Le doseur faisant l'objet de l'invention est représenté dans la figure 1 au moment de son remplissage. Il se compose d'un récipient tel qu'un ballon en verre A avec col ouvert à l'air libre et dont la partie inférieure est traversée de façon étanche par le tube capillaire B.
Pour prélever avec cet appareil une quantité dé- terminée de liquide, on fait plonger le tube capillaire dans le ré- cipient C contenant le liquide et on fait le vide partiel dans le ballon, par exemple en pressant sur le caoutchouc D fermant le bal- lon; le liquide mente par le tube capillaire dans le ballon ; que l'équilibre est réalisé entre la pression à l'extérieur et cel- le à l'intérieur du ballon, il ne peut plus y avoir de bulles d'air dans le mercure contenu dans le capillaire; à ce moment l'écoulement du mercure par le point haut du capillaire s'arrête; celui-ci est
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alors complètement rempli et contient une quantité de liquide ex- actement'égale à son volume intérieur;
celui-ci est choisi égal à la quantité de liquide voulue pour la dose ; la longueur donnée au capillaire permet donc, en la faisant varier, de modifier à la demande cette quantité.
Suivant la figure 2, on introduit le mercure du doseur par le queusot E dans le tube F en exerçant par exemple à la main, avec le caoutchouc D, une certaine pression sur l'atmosphère du ballon.
Tout le liquide contenu dans le tube capillaire est ainsi chassé dans le queusot et, en passant par son orifice d'extrémité G, il pénètre dans le tube F où il tombe en totalité par gravité pour se rassembler en H en une goutte ou en plusieurs gouttelettes.
Au cours de l'opération de pompage, l'étuve K qui entoure le tube avec un léger jeu ne doit pas atteindre par sa partie inférieure le niveau de la goutte H, sa partie inférieure venant par exemple en I au-dessus du niveau de l'électrode, qu'on continue à chauffer par effet Joule; le dégazage de cette partie terminale du tube ap- parait dans la-pratique comme assuré de façon satisfaisante.