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REMPLISSAGE AU MOYEN DE MERCURE,'DES TUBES DE THERMOSTATS
La présente invention concerne un perfectionnement dans le remplis- sage au moyen de mercure des tubes de thermostats.
Jusqu'à présent, pour réaliser cette opération on a essayé de vi- der complètement de l'air qu' elle contenait une chambre à vide dans laquelle étaient disposes les tubes à remplir, mais les procédés et les appareils em- ployés à cet effet n'ont pas donné entièrement satisfaction attendu qu'il s'é- coule un long intervalle de temps avant que les tubes soient prêts pour le rem- plissage et que souvent ils ne permettent pas d'éliminer entièrement les tubes de leur humidité et d'évacuer 1'air subits contiennent dans une mesure suffi- sante pour éviter l'oxydation du mercure au cours de l'opération de remplissage.
La présente invention permet de réaliser le remplissage des tubes apillaires utilises dans la fabrication des thermostats du type à colonne de mercure en un tiers environ du temps qui était nécessaire auparavant, de telle -sorte que le mercure ne subit auune oxydation au cours du remplissage.
Dans ce but,1'invention comporte une série d'cpérations consistant à placer les tubes vides dans une chambre à vide leur extrémité ouverte en bas., à appliquer la chaleur à 1'intérieur de la chambre à vide et des tubes qu'elle contient de manière à en éliminer complètement 1'humidité, puis à évacuer l'air de la chambre et des tubes tout en diffusant des vapeurs de mercure dans la chambre en vue de rassembler les quelques atomes d'air qui peuvent y subsister et de les entraîner hors de la chambre,, à admettre le mercure dans la chambre afin de constituer un bain de mercure suffisant pour submerger les extrémités ouver- tes des tubes,
puis a admettre l'air dans la chambre au-dessus du bain de mer- cure qu'elle contient, de telle sorte que la pression exercée au-dessus de ce bain force le mercure à pénétrer dans les tubes à partir de la portion inférieu- re du bain de manière à les remplir complètement.
On supporte lés extrémités ouvertes des tubes à une certaine dis- tante au-dessus du fond de la chambre à vide,de manière à éviter que ces ex- trémités ne soient obstruées. Le mercure pénètre également dans les tubes à partir du fond du bain de mercure. En conséquence, il est pratiquement impos-
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sible que des particules de mercure pénètrent dans les tubes en provenance de la surface du bain, ou elles auraient pu être oxydées lors de l'introduction d'air dans la chambre.
En vue de constituer un moyen supplémentaire d'alimen- tation de l'appareil et de contribuer è. l'évacuation de l'air de toutes les parties de l'appareil, on emmagasine le mercure dans une bouteille basculable reliée à la chambre à vide par un tuyau souple, On chauffe cette bouteille de façon à faire naître des vapeurs de mercure qui sont admises dans la cham- bre à travers ledit tuyau en vue de contribuer à éliminer de la chambre les quelques atomes d'air qu'elle peut contenir.
On peut basculer la bouteille de manière à évacuer le mercure liquide dans un bêcher disposé dans la chambre et contenant les tubes à rempliro
Le but principal de l'invention peut être défini succintement comme consistant en des perfectionnements au remplissage des tubes à thermostats et l'invention comprend un procédé et un appareil à cet effet, présentant les ca- ractéristiques désirées de simplicité, d'efficacité et de fonctionnement sûr, destinées à obtenir des produits de qualité excellente et uniforme.
Au dessin annexée qui représente à titre d'exemple un mode de réa- lisation de l'appareil selon l'invention :
Fig. 1 est une vue en élévation;, en partie en coupe, d'un appareil dans lequel peuvent être réalisées les premières étapes du procédé selon l'in- vention, et :
Fig. 2 est une vue analogue de l'appareil représenté dans la posi- tion dans laquelle peuvent être poursuivies les étapes ultérieures du procédé.
La chambre à. vide 5 a la forme d'un puits dirigé vers le bas à par- tir d'une table 6. De préférence, l'ouverture 7 de la chambre 5 dépasse légè- rement la surface de la table 6, de manière à venir en contact étanche avec l'embouchure d'une cloche 3 lorsqu'on amène celle-ci au droit de ladite ouver- ture, ainsi qu'il sera expliqué ci-après.
Une pompe, désignée de façon générale par 11, du type à diffusion du mercure connu dans le commerce., communique avec la chambre 5 au moyen d'un conduit coudé 9. Une partie de cette pompe est munie de serpentins 12 de re- froidissement à travers lesquels circule un agent convenable de refroidissement, ainsi que de-moyens de chauffage électrique disposés dans le bas de la pompe et destinés à vaporiser le mercure dans le réservoir 13 de la pompe. Ces moyens de chauffage sont réunis à une source de courant électrique par des conducteurs 14 Une soupape 16 à pointeau, montée dans le conduit coudé 9 et pouvant être actionnée à la main, communique avec l'atmosphère.
La pompe Il de diffusion est reliée à une pompe à vide (non représentée) au moyen d'un tuyau 17
Une bouteille fermée 18 contenant le mercure, supportée de façon convenable au-dessus de la chambre 5, communique avec celle-ci au moyen d'un tuyau 19 dont l'extrémité est disposée de manière à déverser le mercure dans un récipient 21, par exemple un bêcher,. contenu dans la chambre 5; un écran, espacé du fond du bécher, est constitué par une plaque perforée 22, en acier inoxydable.
On a représenté ici la bouteille 18 comme supportée par une colon- ne 23 à anneau coulissant, la bouteille étant munie d'une ouverture d'évacua- tion 24 reliée au tuyau 19 et d'une ouverture de remplissage 26. Un disposi- tif de chauffage, tel qu'un bec Bunsen 27 par exemple, est destiné à chauffer la bouteille 18 afin de vaporiser une partie du mercure. La bouteille 18, telle que représentée, peut occuper diverses positions le long de la colonne 23 de manière à permettre aux vapeurs de mercure de pénétrer dans la chambre 5 ou au mercure liquide de se déverser dans le bêcher 21, ainsi qu'il sera expliqué ci-après.
Comme représenté à la fige 1, il est prévu au-dessus de la chambre 5 un dispositif de chauffage, sous la forme d'une série de lampes 28 à rayons infra-rouges, portées par un support convenable 29 qui peut être écarté de fa- çon à permettre de faire venir la cloche 8 en contact étanche avec la chambre 5, comme représenté à la fige 2.
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Pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention, on place dans le bêcher 21 les tubes capillaires 31 destinés à être remplis de mercure, leurs extrémités ouvertes étant dirigées vers le bas et reposant sur l'écran 22; ce dernier sert à écarter les tubes du fond du bécher, de facon à éviter une ob- struction des canaux capillaires des tubes au cours de l'opération de remplis- sage. Les lampes 28 étant dans la position représentée à la fig. 1, on chauf- fe la chambre 5 et les tubes 31 au. moyen des lampes 28, à une température -de 120 C environ, en vue d'évaporer toute trace d'humidité susceptible d'être con- tenue à l'intérieur de la chambre ou des canaux capillaires.
Puis on enlève ou écarte les lampes 28 afin de permettre d'amener la cloche 8 dans la position de contact étanche avec la chambre 5, comme représentée à la fig. 2 de manié- re à réaliser un système fermé étanche aux fluides. On met alors la pompe à vide en fonctionnement de façon à évacuer l'air du système. Les pompes à vide du type décrit et qui peuvent se trouver dans le commerce n'arrivent à établir un vide que de l'ordre de 500 microns de mercure. En conséquence, lorsque la pompe a atteint la limite de sa capacité, on met en fonctionnement la pompe à diffusion de mercure. La description du fonctionnement de ce type de pompe est jugée inuti le, attendu que sa construction et son mode de fonctionnement sont bien connus.
On sait que des pompes de ce type sont susceptibles d'éta- blir un degré de vide de l'ordre de 1 micron de mercure.
En même temps qu'on fait fonctionner la pompe à vide et la pompe 11 à diffusion de mercure, on chauffe la bouteille 18 contenant le mercure de manière à en éliminer toute trace d'humidité, étant donné que l'humidité peut provoquer une oxydation du mercure et que la présence dans le tube capillaire d'un tube à thermostat d'une particule d'oxyde l'empêche de fonctionner d'une façon efficace. On chauffe également le mercure liquide contenu dans la bou- teille afin de vaporiser le mercure dont la vapeur pénètre dans la chambre 5 à travers le conduit 19. La vapeur de mercure se diffuse dans la chambre 5 et se mélange aux quelques molécules d'air qu'elle est susceptible de contenir, constituant ainsi un milieu de plus grande densité sur lequel peuvent agir 8. la fois la pompe à vide et la pompe à diffusion de mercure.
Ainsi, au fur et à mesure que la vapeur de mercure est évacuées, les quelques molécules d'air présentes sont entraînées avec elle et évacuées simultanément hors de la cham- bre et des canaux capillaires des tubes. L'utilisation de ce procédé permet d'obtenir un vide de l'ordre de 0,05à 0,5 micron de mercure dans un temps é- gal au 1/3 de celui nécessaire jusqu'à présent pour effectuer les opérations analogues selon les procédés connus jusqu'à ce jour. On a constaté que lorsque le degré de vide est compris entre 0,05 et 0,5 micron de mercure, on se trouve dans les meilleures conditions pour le remplissage des tubes, étant donné qu'un vide supérieur à 0,05 micron entraîne des difficultés pour le scellement des tubes. Le degré de vide indiqué peut en conséquence être considéré comme cri- tique .
Lorsqu'on a atteint le degré désiré de vide, on bascule la bouteil- le 18 de façon à amener son extrémité d'évacuation 24 au-dessous du niveau du mercure qu'elle contient et on laisse s'écouler le mercure dans le tuyau 19 et le bécher 21 sous l'effet de la pesanteur. Lorsque le niveau du mercure contenu dans le bécher 21 a atteint une hauteur suffisante pour submerger les extrémités ouvertes des tubes 31, on arrête le débit du mercure en soulevant l'extrémité d'évacuation de la bouteille 18. On arrêtée en même temps, le fonctionnement de la pompe à vide et la pompe 11 à diffusion de mercure et on ouvre la soupape 16 de facon à permettre à la pression atmosphérique de péné- trer dans le système que l'on vient de décrire.
Etant donné que les canaux capillaires des tubes 31 ont été vidés d'air, la pression atmosphérique agis- sant sur le bain de mercure contenu dans le bécher 21 entourant les extrémités ouvertes des tubes 31 crée une pression différentielle qui chasse le mercure liquide dans les canaux capillaires des tubes, en vue de les remplir. On scel- le ensuite d'une manière convenable quelconque les tubes ainsi remplis, en vue d'empêcher l'oxydation du mercure. Puis on expulse des tubes l'excès de mer- cure de façon connue et on munit les tubes de leur graduation.
Il est évident que l'appareil décrit et représenté ne constituè qu'un exemple d'un dispositif approprié permettant de mettre en oeuvre le procé- dé selon l'invention et qu'on peut y apporter de nombreuses modifications tant
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en ce qui concerne le type, la farme et les dimensions des pièces qui le com- posent sans s'écarter du cadre cu de l'esprit de ''.-'invention.