CH416152A - Procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux
 La présente invention concerne un procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux.



   Les opérations industrielles exigent souvent des mesures de pression de gaz ou de vapeurs qui ne peuvent pas être faites avec des manomètres normaux à cause de la nature corrosive du fluide gazeux et/ou de sa température élevée.



   Au cours des opérations de distillation des soushalogénures pour récupérer l'aluminium dans un métal en contenant, il est nécessaire de mesurer avec précision la pression du trichlorure d'aluminium gazeux. Pour qu'un manomètre fonctionne convenablement en contact direct avec le trichlorure d'aluminium gazeux sous une pression d'l atm environ, il doit être maintenu à une température supérieure à la température de sublimation du trichlorure d'aluminium (1810 C) pour empêcher une condensation du trichlorure solide dans le manomètre. Il n'existe malheureusement pas dans le commerce de manomètres construits pour fonctionner dans ces conditions.



   Un procédé connu de mesure de la pression de gaz à haute température consiste à transmettre la pression d'un gaz chaud par l'intermédiaire d'un diaphragme chauffé à un second fluide qui, luimême, transmet la pression à un manomètre situé à distance et maintenu à la température atmosphérique.   I1    existe un gradient de température dans le tuyau reliant le manomètre au diaphragme. La précision et la régularité de fonctionnement des manomètres du type à diaphragme diminuent avec le temps.

   Ce type de manomètre ne donne donc pas satisfaction dans les applications où il est nécessaire de mesurer la pression avec précision
 L'invention a pour objet un procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux qui, en raison de ses caractéristiques, ne peut pas être amené en contact avec un manomètre, ce procédé consistant à placer un manomètre en communication ouverte avec un canal de passage, dans lequel passe le courant de fluide gazeux, par l'intermédiaire d'un conduit allongé, à établir par ce conduit dans le canal de passage précité un faible courant d'un second gaz susceptible d'être amené en contact avec le manomètre et provenant d'une source   d'almen-    tation et à mesurer la pression du second gaz dans le conduit au moyen de ce manomètre.



   Pour obtenir des mesures d'une extrême précision, on interrompt de préférence l'arrivée du courant de gaz pendant qu'on détermine la pression effective, le courant de gaz dans le conduit ayant pour effet, pendant les intervalles qui séparent les opérations de détermination de la pression, d'empêcher le fluide gazeux de pénétrer dans le manomètre et/ou de former des dépôts dans le conduit.



   Lorsque le fluide gazeux est une substance qui se condense à l'état   sol. de    à la température atmosphérique, on établit de préférence une zone chauffée dans la portion d'extrémité du conduit adjacente au canal de passage du gaz et ce résultat peut être obtenu de manière très commode en disposant le conduit autour du canal de passage du fluide gazeux et en échange de chaleur avec lui.



   Le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple, représente une forme de réalisation   d'un    dispositif convenant à la mise en   oeuvre    du procédé selon l'invention.



   On fait passer un courant de trichlorure d'aluminium gazeux, dont il s'agit de déterminer la pres  sion, dans un canal de passage sous la forme d'un tuyau calorifugé 13 dans la direction de la flèche.



   Un tuyau métallique de grande longueur 19 forme un conduit qui permet de mesurer à distance la pression de la vapeur dans le tuyau 13. On fait passer un courant lent réglé d'un gaz froid, non corrosif (gaz de purge), dans le tuyau 19 à partir d'un débitmètre 21, qui se raccorde à une bouteille d'alimentation 23 par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 25, d'un robinet d'arrêt 27 et d'un tuyau 29 qui contient une vanne régulatrice à aiguille 31.



   Un manomètre ordinaire 35, représenté sous la forme d'un manomètre à mercure, est monté à une certaine distance du tuyau 13 de façon à être maintenu à une température modérée. Le manomètre 35 communique avec le tuyau 19 par un tuyau 33.



   La portion d'extrémité du tuyau 19 est enroulée en spirale autour du tuyau 13 au-dessous de son isolation calorifuge et est chauffée par ce tuyau.
Le tuyau 19 communique avec le tuyau 13 par son extrémité ouverte 43 et contient un robinet d'arrêt 45 au voisinage de cette extrémité 43.



   Le tuyau 19 et le tuyau 13 sont en communication ouverte à l'extrémité ouverte 43, de sorte que le gaz de purge dans le tuyau 19 et le courant de trichlorure d'aluminium gazeux dans le tuyau 13 se rencontrent librement sans aucun diaphragme intercalé entre les deux courants gazeux.



   La longueur de la portion enroulée en spirale du tuyau 19 est choisie de façon que si du trichlorure d'aluminium gazeux pénètre par l'extrémité 43, ce gaz ne puisse pénétrer au-delà de la zone chauffée formée par le serpentin, en l'empêchant ainsi de se condenser et d'obstruer la portion plus froide du tuyau 19. L'accumulation de pression du gaz de purge dans le tuyau 19 donne la certitude que le trichlorure d'aluminium gazeux est retenu dans la zone chauffée si le serpentin a une longueur appropriée..



   Lorsque le fluide gazeux du tuyau 13 est une vapeur condensable ou est corrosif, il est normalement préférable de faire passer un   Iéger    courant positif du gaz de purge par le tuyau 19 dans le tuyau 13 pour empêcher absolument le courant gazeux du tuyau 13 de passer éventuellement dans le tuyau 19.



  Toutefois, pendant les impulsions de pression, une certaine quantité du courant gazeux du tuyau 13 peut passer dans la portion enroulée en spirale du tuyau 19.



   Le procédé de l'invention peut être appliqué -à la mesure de la pression d'un fluide gazeux quelconque dont la température est trop élevée pour les manomètres ordinaires ou qui est excessivement corrosif à l'égard des métaux aux températures ordinaires ou à une température plus élevée à l'égard des métaux ordinairement résistants   à, la    corrosion.



  Le trifluorure de bore et le chlore sont des exemples de gaz corrosifs, Les halogénures de soufre sont des exemples de liquides corrosifs dont il peut    être, néces, saire de 5=dej ; -mesur r la pression à l'état de    vapeur. Le procédé de l'invention s'applique particulièrement à des substances normalement solides qui peuvent se sublimer à l'état de vapeur et qui ne permettent pas de mesurer la pression directement à cause de la facilité avec laquelle se forment des dépôts solides lorsqu'on opère à une température voisine du point de sublimation. La pression du trichlorure et du tribromure d'aluminium en phase gazeuse est particulièrement difficile à mesurer par les procédés ordinaires.



   Suivant le procédé de l'invention, le gaz de purge est en communication directe avec le courant gazeux dans le tuyau 13. Les deux courants sont placés dans un état d'écoulement sensiblement équilibré et la pression du gaz de purge 23 est mesurée par le manomètre 35 pour déterminer la pression du courant gazeux dans le tuyau 13.



   Le gaz de purge peut consister en n'importe quel gaz inerte par rapport au traitement auquel sert l'autre gaz. C'est de préférence un gaz relativement inerte, incondensable, tel que l'azote, l'hélium, l'argon ou l'hydrogène.



   Un léger courant de gaz de purge est maintenu normalement dans le tuyau 13, ce qui permet de mesurer la pression dans ce tuyau d'une manière continue avec une précision suffisante pour régler le fonctionnement. Toutefois, lorsqu'on désire mesurer la pression avec une extrême précision, on ferme le robinet d'arrêt 27 et on relève les indications du manomètre 35, l'installation étant dans un état statique vrai. Lorsqu'il est nécessaire d'obtenir une indication continue de la pression, on prévoit deux cylindres d'alimentation de gaz de purge de façon à disposer d'une arrivée de gaz continue, c'est-à-dire qu'on se sert du second cylindre tandis qu'on remplace le cylindre vide.



   Lorsque le fluide gazeux du tuyau 13 est une substance pouvant se condenser à l'état liquide ou solide, des mesures doivent être prises pour empêcher le tuyau 19 de s'obstruer lorsqu'une impulsion de pression dans le tuyau 13 fait pénétrer le fluide gazeux par l'extrémité ouverte 43 du tuyau.



   Le serpentin de l'extrémité du tuyau 19 autour du tuyau 13 est un moyen commode permettant de maintenir une zone chauffée dans laquelle le gaz peut faire irruption. On peut aussi prévoir pour le même effet un dispositif de chauffage extérieur, tel que des éléments de chauffage électrique.



   Pour la mesure de la pression d'un courant de trichlorure d'aluminium passant dans un tuyau calorifugé sous une pression d'environ 1 atm et à une température d'environ 2300 C, le tuyau 19 se compose d'un tuyau en cuivre d'une longueur d'environ 15 m et d'un diamètre de 6,3 mm enroulé en spirale autour du tuyau à l'intérieur de - son isolation calorifuge et   d'un    autre tuyau de 15 m de longueur aboutissant à un joint avec un autre tuyau en cuivre   de 6, 3      vmsm de    diamètre, qui transmet l'hydrogène du gaz de   purge au ; man. o. mètre    à   rnercure    35.  



   Le manomètre 35 et la bouteille d'hydrogène 23 sont à la température atmosphérique. On règle le robinet 27 de façon à faire passer un courant d'hydrogène gazeux de faible débit dans le tuyau 13.



  Le trichlorure d'aluminium éventuellement refoulé dans le serpentin par une impulsion de pression en est rapidement expulsé par le courant d'hydrogène gazeux, lorsque la pression s'est stabilisée. Cette installation fonctionne de façon satisfaisante avec un débit du gaz de purge inférieur à 28 dm3 par heure (dans les conditions normales).



   Avec un débit de gaz de purge de 14   dm3    par heure (dans les conditions normales) et une pression d'environ 1 atm dans le tuyau 13, le dispositif décrit ci-dessus permet de mesurer la pression de la vapeur à + 1 mm de mercure près.



   On peut obtenir des résultats d'une extrême précision avec un tuyau de 12,7 mm et en interrompant le courant de gaz de purge pendant la mesure de la pression.



   Si, ainsi qu'il arrive rarement, une obstruction se produit dans le tuyau 19, on s'en aperçoit immédiatement par une rapide augmentation de la valeur relevée sur le manomètre, alors que des manomètres raccordés à d'autres moments de l'opération globale ne font apparaître aucune augmentation de la pression.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux qui, en raison de ses caractéristiques, ne peut pas être amené en contact avec un manomètre, caractérisé en ce qu'un manomètre est placé en communication ouverte avec un canal de passage dans lequel passe le courant du fluide gazeux par l'intermédiaire d'un conduit allongé, qu'un faible courant d'un second gaz susceptible d'être amené en contact avec le manomètre et provenant d'une source d'alimentation est établi dans le canal précité et que la pression du second gaz dans le conduit est mesurée au moyen de ce manomètre.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, dans lequel le fluide gazeux est solide à la température ambiante, caractérisé en ce qu'une zone chauffée est établie dans une portion d'extrémite du conduit adjacent au canal de passage du fluide gazeux.

   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'extrémité est disposée en échange de chaleur avec le canal de passage du fluide gazeux.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'écoulement du second gaz est interrompu temporairement pendant la détermination de la pression.

   4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le débit du second gaz est de l'ordre de 28 dm3/heure.