Brevet FR2121417A1 — publié le 19720825

212Ï417 La présente invention se rapporte à un procédé pour mesurer le niveau d'un gaz liquéfié à température d'ébullition notablement inférieure à la température ambiante, sous la pression régnant à la surface du gaz liquéfié. 5 Ce procédé est utile, en particulier, pour le remplissage d'un réservoir à oxygène liquide pour appareil respiratoire autonome. Le mode de remplissage est usuellement l'un des deux suivants : on verse l'oxygène liquide dans le réservoir avec un vase 10 de Dewar, jusqu'à débordement - le réservoir étant sur une balance, on y verse un poids d'oxygène liquide déterminé à l'avance. Le premier mode est peu précis et occasionne des pertes importantes et dangereuses. Le second mode demande une balance. Dans 15 les deux cas, il y a des projections importantes dues au cheminement par le même trajet, mais en sens inverse, de l'oxygène liquide et de l'oxygène qui s'est vaporisé. Le procédé de l'invention, par contre, n'occasionne que des pertes faibles et permet de rendre compte, d'une façon très simple, du 20 niveau du liquide au moins lorsqu'il approche du maximum désiré. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on plonge dans le gaz liquéfié l'extrémité inférieure, ouverte, d'un tube en substance conduisant bien la chaleur et ne communiquant pas avec une source de gaz, et que l'on mesure la différence entre la pression de gaz à l'inté-25 rieur du tube et la pression de gaz à coté du tube au-dessus de la surface du gaz liquéfié. La figure 1 ci-jointe permet de comprendre facilement le principe de l'invention. La figure' 2 représente, à titre d'exemple non limitatif, un 30 appareil pour la réalisation de l'invention. La figure 3 représente une installation utilisant l'appareil de la figure 2. La figure 1 représente le jaugeage du niveau d'azote liquide 6, par exemple, se trouvant dans un vase Dewar 8. Un tube de cuivre 10s 35 communiquant en haut, de façon étanche, avec un manomètre 12, a sa portion inférieure dans l'azote liquide. Cette portion est ouverte mais le liquide qui pénètre par là est vaporisé par le tube 10, chauffé par le manomètre et par sa portion au-dessus du liquide ; il en résulte dans le tube une surpression qui chasse ce qui n'est pas vaporisé. Une 71 0Û729 2121417 fois l'équilibre atteint, ce qui est rapide, il règne dans le tube une surpression égale à la pression au-dessus de la surface 14 du liquide, augmentée de la pression équivalente à une colonne du gaz liquéfié de hauteur (h) égale à la différence de niveau entre l'extrémité infé-5 rieure 16 du tube et la surface 14. Le manomètre, qui mesure cette surpression, donne la valeur de (h), donc indique le niveau 14 du liquide si la position du. tube par rapport au vase 8 est connue. Les figures 2 et 3 représentent une installation pour le remplissage d'un réservoir 18 à oxygène liquide ; celui-ci imprègne une 10 masse perméable 20 de façon qu'il ne sorte, en service, que de l'oxygène gazeux, quelle que soit l'orientation du réservoir. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est représenté plus en détails sur la figure 2. L'oxygène liquide est pris par une canne plongeuse 22 dans 15 une bouteille non représentée et que l'on met sous pression pour faire sortir le liquide par la canne. La bouteille est fermée par un bouchon 24, fixé à la canne et muni d'un manomètre 26 et d'un robinet à trois voies 28 permettant d'introduire un gaz par un raccord 29 pour mettre la bouteille sous pression ; le robinet permet également de mettre la 20 canne à la pression ambiante. Après Itre monté dans la canne, l'oxygène passe dans un tronçon de tube 30, dans une vanne à fluide cryogénique 32, dans un tube flexible calorifugé 3^j puis dans un tube rigide 36* Celui-ci passe dans un couvercle 38 qui coiffe l'ouverture du réservoir 18. Dans le couvercle 38 passent également le tube détecteur 10, 25 qu'atteindra l'oxygène liquide lorsque son niveau sera près du maximum désiré, et un tube de pression de référence 40, ouvert en bas à un niveau supérieur à celui que doit atteindre le liquide. Un manomètre différentiel 42 comporte deux colonnes creuses en verre remplies partiellement d'un, liquide coloré. La colonne de 30 gauche 4-4- est reliée par un tube souple 46 au tube 10 ; la colonne de droite 4-8 est reliée par un autre tube souple 50 au tube 40. Une échelle 52 permet de mesurer la différence des niveaux de liquide entre les deux colonnes. Le couvercle présente une large ouverture 51* par laquelle 35 s'échappe l'oxygène vaporisé lors du remplissage du réservoir 18. La figure 3 représente, plus schématiquement, une installation utilisant le dispositif de la figure 2. La bouteille dont on veut transvaser l'oxygène liquide est représentée en 56. La figure 3 représente une opération de remplissage très 71 00729 2121417 proche de sa fin. La bouteille 56 ayant été mise sous pression et le robinet 32 ayant été ouvert, de l'oxygène liquide a été amené par le tube flexible 3k et par le tube rigide 36 dans le réservoir 18 ; le niveau au moment représenté est indiqué par le repère 58. Le tube 10 5 plonge dans le liquide d'une hauteur (h) -tandis que le tube 40 n'atteint pas le liquide. La différence des pressions dans ces deux tubes est mesurée par le manomètre différentiel à colonnes kkt 48 reliées aux tubes 10 et kO par les tubes 46 et 50. Le manomètre commence à donner une indication lorsque le niveau atteint la base du tube 10 ; lorsque 10 l'indication atteint une valeur repérée, le niveau est au maximum désiré, on ferme la vanne 32 et l'on met la canne 22 à l'air libre par le robinet 28. Une fois la masse 20 bien imbibée, on enlève le couvercle 38 et l'on verse l'oxygène liquide non immobilisé dans un récipient calorifugé, par exemple dans la bouteille 56. 15 Ces opérations sont simples, ne gaspillent pas d'oxygène liquide et ne donnent pas lieu à des projections. Le procédé et les dispositifs décrits peuvent être modifiés sans sortir du domaine de la présente invention. Par exemple, le tube kO peut être supprimé si le réservoir 18 communique suffisamment libre-20 ment avec l'air ambiant. Si le remplissage est effectué en surpression, le couvercle 38 est étanche, le tube kO envoyant alors au manomètre une contre-pression qui neutralise l'action de la surpression. Le manomètre peut être de genres très divers, il peut actionner un contact électrique déclenchant une sonnerie ou commandant la vanne 32, etc.. 25 Le procédé et les dispositifs selon l'invention sont utili sables lorsqu'on veut être averti qu'un remplissage se termine, non seulement pour les appareils respiratoires, mais, encore, par exemple, pour les bains de refroidissement des pièges à gaz, des cellules à infra-rouge, etc.. 71 00729 u 2121417 REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer le niveau d'une masse de gaz liquéfié à température d'ébullition notablement inférieure à la température ambiante, sous la pression régnant à la surface du gaz liquéfié, caractérisé par le fait que l'on 5 plonge dans le gaz liquéfié l'extrémité inférieure, ouverte, d'un tube en substance conduisant bien la chaleur et ne communiquant pas avec une source de gaz, et que l'on mesure la différence entre la pression de gaz à l'intérieur du tube et la pression de gaz à côté du tube, au-dessus de la surface de la masse de gaz liquéfié. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revend!-10 cation 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un manomètre différentiel à deux colonnes de liquide, l'espace au-dessus de l'une des colonnes étant relié à l'intérieur dudit tube, l'espace au-dessus de l'autre colonne étant relié à la phase gazeuse surmontant le gaz liquéfié à côté du tube. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait 15 que la phase gazeuse surmontant le gaz liquéfié à côté du tube est reliée à l'espace au-dessus de ladite autre colonne par un conduit extérieur audit tube. *4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit tube est en substance conduisant bien la chaleur jusqu'au niveau de son ouverture dans le gaa liquéfié et n'est pas calorifuge, au moins sur une certaine 20 longueur, à l'extérieur de l'espace où se trouvent les vapeurs froides du gaz liquéfié.