Brevet FR2350639A1 — publié le 19771202

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la régulation de la pression des gaz dans une enceinte pour le traitement de pièces par décharges luminescentes de forte intensité, par lesquels on mai,,tient dans une enceinte un courant gazeux, la pression gazeuse dans 1 'enceinte etant mesurée et l'admission ae gaz étant commandée en fonction de-la pression totale mesurée, ce qui permet d'introduire plusieurs gaz dans 1 ' e-^iceinte Un procédé de ce type est connu par le brevet allemand 1.058.806, dans lequel, cependant, le gaz est déjà mélangé avant l'introduction dans l'enceinte, puis introduit dans l'enceinte par une soupape d'admission commandable.En particulier, avec des gaz de faible poids moléculaire comme l'hydrogène qui sont introduits en même temps que d'autres gaz de poids moléculaire plus élevé , il se produit une forte séparation à la soupape d'admission de sorte qu'il n'est pas assuré que dans l'enceinte se trouve un mélange de gaz défini de façon prcise. De plus, dans l'enceinte elle-même peuvent se former des gaz quand, par exemple, pour des aciers riches en carbone, entre autres, du carbone se détache en poussières des pièces à traiter, qui, par exemple, peut former des hydrocarbures dans le plasma de lumière ae décharge, ce qui fait que lorsqu'on ajoute en même temps des hydrocarbures dans l'enceinte, la composition des gaz dans llen- ceinte ne correspond pas au rapport des débits de gaz introduits dans l'enceinte, de sorte que l'obtention de résultats reproductibles dans le traitement par décharges luminescentes est compromise. La présente invention a pour objet de réaliser un procédé et un dispositif du type indiqué au préambule, qui permettent un mélange de gaz défini de façon précise dans l'enceinte, en vue d'obtenir des résultats reproductibles. On atteint ce but par le fait que les pressions partielles des différents gaz dans l'enceinte son mesurées et que l'admission de gaz pour chacun des gaz qui sont introduits directemen dans l'enceinte est régulée en fonction de la composition souhaitée. I1 est dans ce cas avantageux que, pour mesurer les pressions partielles, les gaz se trouvant dans l'enceinte soient prélevés à divers emplacements de l'enceinte et, en particulier, à la surface des pièces à traiter. Par ailleurs, il est possible de mettre en évidence également la présence de gaz indésirables comme l'oxygène, car celui-ci par exemple peut provoquer une oxydation de la surface des pièces. Lorsqu'une grande quantite de gaz indésirables est présence, un signal d'alerte ou un signal de commande pour modifier le courant gazeux ou pour interrompre le procédé de décharges luminescentes est délivré. On peut, par exemple, expulser de l'enceinte le gaz indésirable en augmentant le courant gazeux. Pour maintenir la consommation de gaz au minimum, la sortie du gaz de l'enceinte peut être étranglée. L'invention a en outre pour objet un dispositif pour réguler la pression gazeuse dans une enceinte pour le traitement de pièces par décharges luminescentes de forte intensité, comportant une soupape d'admission commandable et une soupape de sortie, une pompe à vide, un agencement pour mesurer la pression totale de gaz et un agenceme,it pour commander la pression totale de gaz en fonction de la valeur mesurée pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé par le fait que l'on prévoit plusieurs soupapes d'admission commanuables pour chaque type de gaz utilisé, l'enceinte étant reliée avec un appareil de mesure de pressions partielles pour les différents types de gaz, qui est relié avec un ou plusieurs dispositifs de régulation pour les différentes soupapes d'admission. Comme appareil de mesure de pressions partielles, on peut, en particulier, utiliser un spectromètre de masse. De plus, l'appareil de masure de pressions partielles peut présenter un ou plusieurs capillaires, qui sont amenés à différents endroits dans l'enceinte, en particulier à la surface des pièces à traiter1 pour en particulier analyser la composition gazeuse à la surface des pièces et pour, de plus, établir des valeurs moyennes pour les pressions partielles des différents gaz, par prélèvements de gaz à divers endroits de l'enceinte. Les capillaires sont avantageusement constitués en matériau inerte, non conducteur, par exemple en quartz. De plus, la valeur de consigne du ou des dispositifs de régulation peut être modifiable en fonction de la pression totale de gaz mesurée et/ou en fonction des débits d'écoulement de gaz, pour pouvoir régler la pression totale de gaz de façon à ce qu'elle corresponde à une valeur souhaitée et pour maintenir faible la consommation de gaz. On va maintenant expliquer l'invention de manière plus détaillée en se référant au dessin annexé dans lequel on a représenté de façon schématique un dispositif selon l'invention. Dans une enceinte 1, branchée anodiquement pour un fonctionnement en courant continu, on suspend une pièce 2 qui est reliée avec un conducteur passant à travers la paroi de l'enceinte et qui est branchée cathodiquement. La pièce 2 doit au moyen de décharges luminescentes de forte intensité être traitée de manière en soi connue, par exempla pour la nitruration, la métallisation, le recuit, la trempe, la carburation, la decarburation ou analogues. Un appareil de mesure de pressions partielle 3 est relié à l'enceinte I, auquel on amène par une conduite 4 du gaz provenant de l'enceinte 1. Dans ce but, on peut utiliser en particulier des capillaires non représentés, qui de préférence sont amenés jusqu'à proximité de la pièce à tr ter 2. Le prélèvemen de gaz peut être effectué à différents endroits de 1 1enceinte 1. De plus l'enceinte comprend diverses conduites 6, chacune pour un gaz particulier, qui sont reliées avec une source correspondante de gaz par exemple une bouteille de gaz. Dans les conduites 6 se trouvent des soupapes commandées, par exemple des soupapes à membrane et en particulier des soupapes à aiguille. Les soupapes 7 sont commandées par des régulateurs 8, qui sont reliés à l'appareil de mesure de pressions partielles 3.Ainsi, les soupapes 7 sont ouvertes ou fermées en fonction des variations mesurées des pressions partielles par rapport à une valeur de consigne prédéterminée. Du fait que dans l'enceinte un courant gazeux doit être maintenu, pour pouvoir établir dans l'enceinte des valeurs souhaitées de composition gazeuse et de pression gazeuse totale, l'enceinte est reliée par une conduite 9 à une pompe à vide 10. Une soupape d'étranglement commandée Il est disposée dans la conduite 9 avant la pompe a vide. Gracie à la soupape d'étranglement 11, on maintient la pression souhaitée dans l'enceinte. Dans ce but, un appareil de mesure de pression 12, pour mesurer la pression totale de gaz dans l'enceinte 1 est relié à l'enceinte, auquel est branché un régulateur 13 qui commande la soupape d'étranglement 11, en fonction des variations par rapport à la valeur de consigne prédéterminée. Pour maintenir faible le courant gazeux à travers l'enceinte et ainsi la consommation de gaz, le régulateur 13 peut en outre être relié à des régulateurs X, pour modifier la valeur de consigne de tous les régulateurs 8 en fonction de la pression totale de gaz mesurée et/ou en fonction des débits d'écoulement de gaz souhaités. En liaison avec la commande des soupapes d'étranglement 11, la pression totale de gaz et les débits d'écoulement de gaz son ainsi modifiés, mais la composition de gaz elle-même n'est pas influencée. Lorsque l'on détecte également des gaz indésirables au moyen de l'appareil 3 de mesure de pressions partielles, la valeur de mesure ainsi déterminée peut être appliquée à un régulateur 14 qui, en fonction de la présence des gaz indésirables, déconnecte complètement l'installation ou modifie la valeur de consigne de tous les régulateurs 8, de même que celle du régulateur 13, de sorte que, par exemple, l'oxygène en excès peut être expulsé de l'enceinte, grâce au fait que la soupape d'étranglement 11 et les soupapes d'admission 7 sont ouvertes davantage et la valeur des régulateurs 8 augmente de façon correspondante pour maintenir la pression désirée dans l'enceinte pour une même composition gazeuse souhaitée. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la régulation de la pression gazeuse dans une enceinte, pour le traitement de pièces par des décharges luminescentes de forte intensité, dans lequel on maintient dans l'enceinte un courant gazeux, la pression gazeuse étant mesurée dans l'enceinte et l'admission de gaz étant commandée en fonction de la pression totale de gaz mesurée, ce qui permet d'introduire plusieurs gaz dans l'enceinte, caractérisé par le fait que les pressions partielles des différents gaz dans l'enceinte sont mesurées et que l'admission de gaz pour chacun des gaz qui sont introduits directement dans l'enceinte est régulée en fonction de la composition souhaitée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour mesurer les pression partielles, les gaz se trouvant dans l'enceinte sont prélevés en divers endroits de l'enceinte. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour mesurer les pressions partielles, les gaz se trouvant dans l'enceinte sont prélevés à la surface des pièces à traiter. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la présence en grandes quantités de gaz indésirables déclenche un signal d'alerte ou un signal de commande pour la modification du courant gazeux ou pour la décon- nexion de l'installation. 5. Procedé selon l'une queiconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la sortie du gaz de l'enceinte est étranglée. 6. Dispositif pour la régulation de la pression gazeuse dans une enceinte pour le traitement de pièces par des décharges luminescentes de forte intensité, comportant une soupape d'entrée commandable et une soupape de sortie, une pompe à vide, un dispositif de mesure de la pression totale de gaz et un dispositif pour commander la pression totale de gaz en fonction de la valeur mesurée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on prévoit plusieurs soupapes d'entrée (7) commandables pour chacun des types de gaz utilisés, l'enceinte (1) étant reliée à un dispositif de mesure des pressions partielles (3) pour les divers types de gaz, qui est relié à un ou plusieurs agencements de régulation (8) pour les diverses soupapes d'entrée (7). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif de mesure des pressions partielles (3) est un spectromètre de masse. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le dispositif de mesure des pressions partielles (3) présente des capillaires, qui sont amenés à divers endroits dans l'enceinte. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'au moins un capillaire est amené à la surface des pièces à traiter. 10. Dispositif selon l'un quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait qu la valeur de consigne de tous les agencements de régulation (8) est modifiable en fonction de la pression totale mesurée de gaz et/ou en fonction des débits d'écoulement de gaz. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que l'on prévoit un ou plusieurs agencements de régulation (14) commandables en fonction de la présence de gaz indésirables dont les pressions partielles sont mesurées par le dispositif de mesure des pressions partielles (3) de sorte que la valeur de consigne de tous les agencements de régulation (8) et le réglage de la soupape de sortie (11) puissent être modifiés, ou que la totalité de l'installation puisse être déconnectée.