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DISPOSITIF POUR SATURER UN GAZ COMBUSTIBLE DESTINE A LA SOUDURE ET A LA
BRASURE AVEC UN FONDANT VOLATIL.
Dans les procédés de soudure connus dans lesquels il est fait usage d'un fondant volatil on ajoute au courant de gaz, qui est conduit au brûleur, la vapeur de composés chimiques, qui produisent par combustion, à l'endroit de soudure,des matières ayant une action désoxydante et qui s'opposent, par la formation sur la surface du métal d'une mince couche protectrice, au contact entre cette dernière et l'oxygène. Ces composés sont en premier lieu les esters organiques du bore et du silicium, qui produisent une pellicule de laitier se composant de borates et silicates, et ensuite les hydrocarbures ou esters halogènes, qui ont une action désoxydante par la formation d'hydrogène halogéné pendant la combustion.
Toutes ces matières sont des liquides volatils, au travers desquels le gaz destiné à la soudure est conduit, ce gaz se sature avec la vapeur proportionnellement à la pression partielle des liquides et amène ainsi les composants actifs dans la flamme, c'est-à-dire, à l'endroit de la soudure. On doit tenir compte, dans ce cas, de la formation de mélanges eutectiques à partir des divers composants du liquide.
Les dispositifs utilisés jusqu'à présent dans ce but sont construits selon le principe des épurateurs à gaz, c'est-à-dire que le gaz à saturer est introduit par une tuyauterie immergée dans un réservoir partiellement rempli du liquide et que le gaz saturé est évacué de l'espace situé au dessus du liquide. Dans le but de permettre la modification de la quantité des composés actifs, ces dispositifs comportent dans la plupart des cas une canalisation en by-pass qui permet de n'envoyer que la partie voulue de gaz à tra- vers le liquide.
Un tel dispositif présente les désavantages suivants:
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Pour éviter que le liquide soit entraîné dans la tuyauterie du brûleur, l'espace libre situé au-dessus du liquide doit être suffisamment grand pour que, même lors du passage d'un courant de gaz violent ou pulsatoire, par exemple lors de l'ouverture brusque du brûleur, l'écume produite ne puisse atteindre l'orifice d'évacuation. Ceci implique, non seulement des dimensions disproportionnées du dispositif, mais en outre, un risque considérable d'explosion, car, notamment, un reflux de l'oxygène dans la canalisation de gaz ne peut être évité avec certitude, comme le prouve l'expérience.
Or, si un mélange tonnant s'accumule dans un grand espace le réservoir devrait avoir des parois extraordinairement épaisses pour résister à la pression d'une explosion. En plus, il est nécessaire d'ajouter à la suite du dispositif un appareil de retenue contre les reflux, ce qui est très difficile, parce que l'eau, normalement utilisée dans ces appareils comme liquide d'arrêt, ne peut être employée ici par suite de l'aptitude à la décom- position des esters organiques.
Le risque d'une infiltration du liquide dans les tuyaux est évidemment très grand lors du déplacement ou du culbutage du dispositif, et celui-ci doit être monté et fixé soigneusement.
Etant donné qu'il y a toujours une certaine quantité humidité qui entre dans le dispositif, particulièrement lors de l'utilisation d'acétylène produit par des générateurs, la décomposition d'une partie du liquide est inévitable. Dans ce cas, il se forme, après quelque temps, des dépôts solides composés par exemple d'acide borique et de silice, qui obturent les tuyaux et diminuent aussi de l'une ou de l'autre façon le rendement de tout l'appareil. Ces inconvénients peuvent être en grande partie supprimés si un appareil de dessication est installé avant le dispositif, mais ceci rend le dispositif encore plus compliqué.
La formation des dépôts solides est tellement importante lorsqu'on emploie des esters très concentrés, que le dispositif ne peut plus être utilisé, parce qu'une dilution des liquides actifs par des solvants appropriés, tels que l'acétone ou le méthanol, est inévitable.
Ce fait présente le désavantage que la concentration des composés de bore et de silicium qu'on peut atteintre dans la flamme est limitée et ne peut être suffisante pour atteindre les buts techniques visés.
Le passage du gaz à travers le liquide et la soupape de-sûreté occasionnent, dans le système, une perte de charge (chute de pression) qui donne lieu à des difficultés quand on utilise du gaz à basse pression (acétylène préparé sur place, gaz d'éclairage).
Le dispositif suivant l'invention, qui est décrit ci-après, est complètement exempt de tous ces désavantages. Il se compose d'un récipient cylindrique muni d'un couvercle fileté et qui est soudé sur une base massive. Dans la base sont disposées des tubulures d'entrée et de sortie pour le gaz et un dispositif de by-pass qui permet de conduire à volonté une partie du gaz directement du robinet de la tubulure d'entrée vers la tubulure de sortie. L'autre partie du gaz - ou suivant le cas, la totalité du gaz - entre dans l'espace intérieur du cylindre par un tuyau d'amenée avec pointe cônique, soudé dans la base. Cet espace sert de réservoir de saturation, dans lequel sont logés les composés, agissant comme fondants volatils et qui sont absorbés par une masse poreuse.
La masse, qui, pour éviter le danger d'explosion, supprime tout espace libre et remplit la totalité du volume, est traversée par le gaz, et celui-ci absorbe dans ce cas une quantité de fondant proportionnelle à la pression partielle.
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Pour permettre l'échange rapide après la consommation totale d'une charge, la masse poreuse est logée, avec le fondant dans une boite interchangeable, qui peut être introduite dans le dispositif après enlève- ment du couvercle fileté. A chaque échange sont enlevés, également avec l'ancienne charge, les produits de décomposition formés principalement par l'humidité, qui se sont déposés à l'intérieur de la masse poreuse sous forme solide-.
La boîte affecte la forme d'une boite de conserve et est, après l'introduction d'une charge prête à l'usage, hermétiquement fermée, c'est- à-dire munie d'un couvercle à emboîtement breveté.
Cette boite peut être expédiée directement dans cet état et on évite ainsi le transport et le retour, autrement compliqués des récipients destinés à contenir du liquide inflammable.
La mise en état de service de cette boite s'opère comme suit : elle est introduite dans le dispositif après enlèvement de son couvercle; le tuyau d'amenée du gaz, disposé au fond du dispositif,est muni d'une pointe qui perce le fond de la boîte, muni d'une cavité conique.
Le courant de gaz saturé s'échappant de la boîte passe, par l'espace existant entre les parois de la boite et du cylindre, vers le bas dans le canal de sortie.
Pour permettre le travail avec des gaz humides - comme de l'acétylène préparé sur place ou du gaz d'éclairage - on ajoute à la masse poreuse ayant absorbé le fondant un produit de dessication régénérable, finement divisé, plus particulièrement du trioxyde de bore. Celui-ci récupère l'ester du méthanol produit par la décomposition en présence d'eau, de l'ester de bore.
Dans ce cas les réactions suivantes se produisent: l'ester acide borique se transforme plus rapidement avec l'eau que le trioxyde de bore.
Dans ce cas il est saponifié en produisant du méthanol et de l'acide borique:
B (OCH3) 3 + 3 H2O = B (OH)3 3 CH3OH
L'alcool méthylique produit se combine avec le trioxyde de bore et forme de l'ester acide méthyl borique qui est ainsi régénéré:
EMI3.1
Bz03 + 3 3 (OCI)3 + B (OH)3
Le dispositif de réglage, qui permet d'amener ad libitum le gaz en totalité, en partie ou pas du tout au travers du récipient de saturation, se trouve dans la base. Il se compose d'un coulisseau de commande présentant la forme d'un piston se terminant en cône, qui obture ou libère entièrement ou partiellement le circuit à travers le récipient de saturation au moyen de ses parties cylindriques, tandis que la partie cônique libère ou obture, à volonté, partiellement ou entièrement le passage direct du gaz.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple, est représentée aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 représente le dispositif en coupe verticale.
La fig. 2 est une vue en plan du dispositif de la fig. 1.
La fige 3 est une coupe horizontale à travers la base du dispositif.
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La figo 4 est une coupe verticale, à échelle agrandie, à tra vers le base montrant le coulisseau dans la position d'ouverture.
La figo 5 est une coupe similaire à celle de la fig. 4, montrant le coulisseau en position de fermeture.
Le dispositif entier se compose d'une base solide 21 (avec tubulures d'entrée 1 et de sortie 6 du gaz) et d'un boîtier protecteur 17 soudé à cette base, ce boîtier est fermé à sa partie supérieure par un solide couvercle fileté 12.
Ce couvercle presse un couvercle intérieur 13, avec interposition d'une bague en caoutchouc 14, contre le bord supérieur du boîtier 17 et obture celui-ci.La boîte en fer blanc 16, qui est remplie de la masse de saturation et qui comporte à son extrémité supérieure une fermeture à emboitement (enlevée pendant son utilisation, comme représenté par la fig. 1) est serrée par un ressort 15 contre la bague en caoutchouc inférieure 19 et est appliquée de manière étanche contre la surface supérieure de la base 21. Le fond de la boîte, qui comporte une cavité cônique, est percé, quand on introduit la boîte 16 dans le boîtier 17 par la pointe conique terminant le tuyau d'amenée de gaz 18,de façon que le gaz puisse passer depuis la base du boîtier dans et au travers de la boîte.
Le gaz s'échappe ensuite par la grande ouverture supérieure et passe, par l'espace 9 existant entre le boîtier protecteur 17 et la paroi de la boite, vers le bas et dans le canal 10 et la tubulure de sortie 6 vers le brûleur. Le coulisseau de commande 20 (voir les figures 4 et 5) se compose de deux parties cylindriques 25 et 26, ainsi que d'une partie cylindrique à diamètre réduit 22 avec orifices 4, du cône 7 situé en regard du siège 23 de la base 21, d'un alésage intérieur 3 et d'un forage taraudé 24, dans lequel s'engage, par son filetage, la tige de la poignée de commande 11.
Le fonctionnement du coulisseau de commande et la circulation du gaz à travers le dispositif sont détaillés ci-après.
Le gaz entre par 1 dans le canal de réglage 2, passe par le canal 3 du coulisseau de réglage et le forage 4 dans la pointe d'année de gaz 18 et s'écoule par les orifices latéraux 5 dans la boîte. Le chemin direct vers le canal de sortie 6 est obturé par le cône 7. Le gaz sortant à la partie supérieure 8 de la boîte 16, passe vers le bas,par l'espace 9 et entre par l'orifice 10,dans le canal de sortie.
En tournant la poignée 11 du coulisseau de commande 20 qui se déplace vers la gauche, le cône 7 libère de façon réglable le trajet direct de 1 via 2 dans le canal de sortie 6,tandis que le canal 3 et le cône 7 ferment graduellement le cône d'amenée du gaz et l'orifice 10, de sorte que tout le gaz s'écoule directement de 1 à 6.
Les avantages suivants se présentent:
Du fait qu'il n'existe pas à l'intérieur de la boite un volume libre de gaznotable, le dispositif est complètement à l'abri des explo sions.
Le dispositif peut être considérablement moins encombrant que jusque a présent et sa fabrication est plus simple et plus économique.
Par l'absorption du liquide dans une masse poreuse il est impossible que du liquide pénètre dans les tuyaux quand le dispositif culbute ou quand le gaz afflue brusquement. Le fonctionnement est entièrement indépen- dant de la position du dispositif.
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Le contenu de la boite est tel qu'il suffit pour la saturation du contenu d'une bouteille d'acétylène de 6 m3o Etant donné que la boîte utilisée est enlevée chaque fais et qu'elle est remplacée par une nouvelle, le danger de la formation de dépôts ne joue plus aucun rôle, puisque les dépôts sont retenus dans la masse poreuse,qui est enlevée avec la boîte.
Il n'existe plus aucune objection à l'emploi de composés volatils à haute concentration, ce qui permet l'exécution de brasures et de soudures qui donnaient lieu, jusqu'à présent, à des difficultéso
Etant donné qu'aucune colonne liquide ni aucune résistance dans le coulisseau ne doivent être vaincues, il ne se présente aucune perte de charge sensible et l'on peut travailler sans difficulté avec du gaz à basse pression.
La présence d'un produit de dessication dans la masse poreuse, plus particulièrement du trioxyde de bore, rend l'humidité inoffensive et permet l'emploi d'acétylène préparé sur place au moyen d'un générateur.
Le transport (plus particulièrement le retour) de récipients protégés contre le feu, dans lesquels le liquide était envoyé aux consommateurs jusqu'à présent, est supprimé. Les boîtes sont envoyées "telles quelles" et sont munies, dans le but de leur stockage et de leur transport d'un couvercle à emboîtement breveté, comme les boîtes à couleur et à laque, qui est enlevé, lorsque la boîte est introduite dans le dispositif.
REVENDICATIONS.