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"Procédé pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un vaporiseur."
La présente invention porte sur un procédé pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un vaporiseur alimenté par un liquide volatil contenant une impureté moins volatile que lui. rar liquide volatil on entend ici un liquide dont la température de vaporisation, sous la pression sous laquelle se trouve le liquide du vaporiseur, est inférieure à la température ambiante, un tel liquide est par exemple de l'oxygène liquide.
Un procédé connu pour déterminer le niveau d'un liquide volatil dans un récipient consiste à faire barboter à travers le liquide le gaz provenant de la vaporisacion d'une
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partie du liquide en un endroit fixe situé au niveau le plus bas que l'on peut être amené à déterminer. La différence entre la pression de ce gaz et la pression du gaz qui surmonte le bain de liquide est proportionnelle à la hauteur de ce bain au-dessus de l'endroit ou a lieu la vaporisation. Il suffit donc de mesurer cette différence de pression, par exemple au moyen d 'un manomètre différentiel à liquide, pour connaître le niveau du liquide volatil dans le récipient. La vaporisation partielle du liquide a lieu dans un tuyau se rendant au manomètre, et c'est le gaz ainsi vaporisé qui barbote à travers le bain de liquide.
En pratique cette vaporisation se produit en général de façon suffisante sous l'influence des rentrées de chaleur à travers l'isolant qui entoure le tuyau.
Le procédé qui vient d'être rappelé est en particulier applicable lorsque le récipient est un vaporiseur dans lequel arrive constamment du liouide volatil et dans lequel une quantité correspondante de liquide est simultanément vaporisée. Si alors le liquide volatil contient une impureté moins volatile que lui, il s'enrichit progressivement en cette impureté au cours du fonctionnement du vaporiseur. L'impureté peut alors s'accumuler dans le tuyau qui conduit au manomètre et fausser ainsi les indications de celui-ci. Certaines impuretés peuvent également y provoouer des explosions.
Tel est en particulier le cas des vaporiseurs d'oxygène des appareils industriels de séparation de l'air, car, ainsi qu'on le sait, l'oxygène contient toujours des traces d'hydrocarbures, en particulier d'acétylène, qui peuvent constituer à la longue des dépôts dangereux.
Dans sa demande de brevet français n 482 199 du 10 Août 1943 et dans sa demande d'addition n 41 747 du 30 Juin 1944, la demanderesse a déjà indiqué un procédé et un dispositif permettant d'éviter les inconvénients qui viennent d'être rappelés. Le dispositif consiste en un tube reliant deux endroit-
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du vaporiseur situés à deux niveaux différents l'un et l'autre au-dessous du niveau du liquide, et dans lequel le liquide circule de bas en haut tout en étant partiellement vaporisé par appor-c de chaleur, de sorte que les impuretés relativement peu volatiles ne s'accumulent pas dans le tube.
e manomètre différentiel indique la différence entre la pression du gaz résultant de la vaporisation partielle du liouide dans le tube et la pression du gaz au-dessus du liquide dans le vaporiseur.
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La présente invention, iÊNXSSXmXSaB#, porte sur un autre moyen pour éviter les inconvénients rappelés plus haut. Ce moyen est le suivant : l'endroit auquel le liquide alimentant le vaporiseur est mélangé au liquide du vaporiseur en cours de vaporisation est situé au-dessous du niveau du liquide dans le vaporiseur, et le gaz dont on compare la pression à celle du gaz qui surmonte le liquide dans le vaporiseur est;celui provenant de la vaporisation partielle du liquide alimentant le vaporiseur et se rendant à cet endroit.
Les figures 1, 3, 4 et 5 du dessin ci-joint représentent schêmatiquement en coupe verticale quatre dispositifs permettant l'exécution du procédé suivant l'invention. La figure 2 représente une modification du dispositif de la figure 1. un même élément d'appareillage est, dans toutes les figures, désigné par la même lettre. Dans tous les modes d'exécution représentés on a supposé que le liquide se rend au vaporiseur par gravité, ce qui est le cas général, mais le procédé suivant l'invention resterait appli- cable si le liquide était introduit dans le vaporiseur par tout autre moyen, par exemple au moyen d'une pompe.
Dans le dispositif représenté sur la figure 1, A désigne l'enveloppe extérieure d'un vaporiseur chauffé par du gaz se condensant dans des tubes a, Le liquide volatil se vaporisant dans le vaporiseur a. est par exemple de l'oxygène au voisinage de la pression atmosphérique, et le gaz se conden-
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sant dans les tubes B de l'azote sous la pression d'environ 5 atmosphères absolues. Le liquide volatil pénètre dans le vaporiseur A par un tube descendant N continué à sa partie inférieure par un tube ascendant D ouvert à son extrémité. Sur le tube ascendant D est branché un tuyau E qui sort du vaporiseur A et pénètre dans l'isolant G entourant le vaporiseur.
Le liquid venant du tuyau D qui pénètre dans le tuyau E se vaporise dans l'isolant G, et le gaz vaporisé barbote à travers le liquide volatil du vaporiseur A. un autre tuyau F est en communication avec le gaz qui surmonte le liquide volatil. Sur les tuyaux ± et F est branché un manomètre différentiel H, qui indique la hauteur du liquide volatil dans le récipient A au-dessus du .tuyau E, c'est-à-dire le niveau 1 du liquide.
Le tuyau ascendant D pourrait être remplacé par un dispositif différent mais jouant le même rôle, par exemple le godet D' représenté sur la figure 2.
La figure 3 représente un mode d'exécution présentant les caractéristiques suivantes : le vaporiseur communique avec une capacité par deux passages dont l'un est situé au-dessous et l'autre au-dessus du niveau du liquide, le liquide alimentant le vaporiseur se rend d'abord dans la capacité et delà dans le vaporiseur, il a une vitesse suffisamment faible pour que le niveau du liquide soit sensiblement le même dans la capacité et dans le vaporiseur, et le liquide à travers lequel barbote le gaz provenant de la vaporisation d'une partie du liquide est celui contenu dans la capacité. Quand ces différentes caractéristiques sont réunies, le manomètre différentiel indique le niveau sensi- blement commun du liquide dans la capacité et dans le vaporiseur.
Le liquide passe du tuyau d'alimentation N au tuyau descendant C de large section, et le tuyau E est branché sur le tuyau C, qui communique à sa partie inférieure avec le vaporiseur A par un tuyau K. Un tuyau M fait communiquer les deux
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atmosphères surmontant les liquides dans le vaporiseur A et le tuyau C. Le niveau du liquide volatil est sensiblement le même dans le tuyau C que dans le vaporiseur A, ainsi que cela est représenté, et le gaz formé dans le tuyau barbote à travers le liquide du tuyau C.
La figure 4 représente un mode d'exécution dans lequel une partie seulement du liquide volatil se rendant au vaporiseur passe par l'endroit où règne la pression qu'on compare à celle du gaz qui surmonte le liquide dans le vaporiseur. Cette figure se distingue de la figure 3 uniquement en ce que l'isolant G n'a pas été représenté, et que le liquide qui arrive par le tuyau N passe par un récipient de trop plein 0, duquel une partie du liquide tombe directement dans le vaporiseur A, tandis que seule la partie restante se rend par un tuyau P dans le tuyau C. Ce mode d'exécu- tion évite de faire passer par le tuyau G une quantité excessive de liquide. Il convient donc en particulier pour les grands appareils.
Comme le liquide qui alimente le vaporiseur est beaucoup moins concentré en impuretés relativement peu volatiles que le liquide en cours de vaporisation dans le vaporiseur, les inconvénients signalés plus haut sont considérablement réduits quand on opère suivant l'un quelconque des modes d'exécution décrits ci-dessus. Cependant la concentration en impuretés peu volatiles dans la branche E n'est pas complètement supprimée. Pour la supprimer complètement on peut procéder de l'une des deux façons suivantes :
1 - On applique au liquide circulant dans le tube D de la figure 1, ou dans le godet D' de la figure 2, ou dans le tube C des figures 3 et 4, le procédé rappelé plus haut, qui, dans la demande de brevet antérieure de la demanderesse, est appliqué au liquide du vaporiseur lui-même.
2 - Dans le cas, qui est celui usuel, où le liquide
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qui alimente le vaporiseur lui est amené par gravité, la partie descendante du chemin suivi par ce liquide est divisée en deux sections superposées communiquant par une garde hydrau- lique, et le gaz dont on compare la pression à celle du gaz surmontant le liquide dans le vaporiseur est celui provenant de la vaporisation partielle du liquide dans la section inférieure.
On évite ainsi la valorisation de liquide dans un tube se rendant au manomètre, vaporisation qui est accomaagnée d'une concentration progressive, dans le tube, des impuretés relativement peu volatiles.
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