Brevet FR2578336A1 — publié le 19860905

DISPOSITIF DE REGLAGE DU DEBIT D'UN GAZ, ET APPLICATION D'UN TEL DISPOSITIF A L'ALIMENTATLON EN GAZ D'UN REACTEUR. L'invention est relative à un dispositif de réglage du débit d'un gaz provenant d'une source de gaz sous pression, située en amont du dispositif, et pouvant se diriger vers une zone, située en aval du dispositif, à pression plus faible, le gaz étant susceptible de former des condensats lors de sa détente de la pression amont à la pression aval. L'invention concerne plus particulièrement, mais nonexclusivement, un dispositif de réglage de débit de chlore gazeux utilisé, notamment, pour la chloration de lames racleuses d'essuie-glace en matière élastomère. Les dispositifs de réglage de débit proposés jusqu'à ce jour, et faisant intervenir généralement des vannes à pointeau, présentent certains inconvénients liés au fait que le gaz, lors de sa détente dans le dispositif de réglage de débit, peut donner lieu à des condensats, en particulier s'il contient de la vapeur d'eau. Lorsque de tels condensats se forment, il en résulte une instabilité de débit et, dans le cas du chlore ou analogue, un milieu très corrosif, en particulier par formation d'acide hypochloreux. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif de réglage du débit d'un gaz qui réponde mieux que jus qu'a' présent aux diverses exigences de la pratique et qui, notamment, permette d'éviter ou de réduire sensiblement la formation de condensats, tout en offrant des possibilités de réglage précis du débit. Selon l'invention, un dispositif de réglage du débit d'un gaz provenant d'une source de gaz sous pression, située en amont du dispositif, et pouvant se diriger vers une zone située en aval du dispositif, à pression plus faible, le gaz étant susceptible de former des condensats lors de sa détente de la pression amont à la pression aval est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux tubes capillaires, montés en parallèle entre l'amont et l'aval, le diamètre intérieur et la longueur de ces tubes étant choisis de telle sorte que le gra dient de pression, créé par ces tubes capillaires, soit suffisamment faible pour éviter la formation de condensats à partir du gaz, des moyens de commande étant en outre prévus pour autoriser ou empêcher la circulation du gaz dans chaque capillaire. Les moyens de commande sont avantageusement formés par des vannes, par exemple manuelles ou électromagnétiques, fonctionnant en tout ou rien ; ces vannes sont généralement disposées en aval des tubes capillaires. De préférence, les tubes capillaires sont choisis de manière à déterminer, chacun, un débit différent de celui des autres tubes capillaires. En particulier, les tubes capillaires peuvent être choisis de telle sorte que, dans un classement des capillaires par ordre croissant de leur débit, le capillaire de rang supérieur a un débit double de celui du capillaire de rang immédiatement inférieur. A titre d'exemple, le dispositif peut comporter quatre capillaires disposés en parallèle, le capillaire de rang ou de poids inférieur assurant un débit de 0,0625 1/ion, tandis que les capillaires suivants assurent, respectivement, des débits de 0,125 1/mon ; 0,25 1/mon ; 0,5 1/mon. Ces quatre capillaires, suivant qu'ils sont ouverts ou fermés, permettent d'obtenir seize débits différents, en comptant le débit nul (capillaires tous fermés) et le débit maxi (0,94 1/mon) obtenu lorsque tous les capillaires sont ouverts. Généralement, chaque capillaire a une longueur d'au moins quelques millimètres. Chaque tube capillaire peut être réalisé en verre. Le diamètre intérieur des capillaires est généralement de l'ordre de 0,1 à 0,2 mm. Une application particulièrement intéressante d'un tel dispositif de réglage de débit concerne l'alimentation d'un réacteur pour la fixation d'un gaz sur un solide, en particulier pour la chloration de lames râcleuses d'essuie-glace en matière élasto merle. Un tel réacteur et le procédé de traitement correspondant ont été dé cri8 darus la demande de brevet FR 2 537 014 déposée le 6 décembre 1982 au nom de la demanderesse sous le numéro d'enregistrement national FR 82 20405. Dans une telle application, on prévoit avantageusement des vannes électromagnétiques pour autoriser ou empêcher la circulation du gaz dans chaque capillaire, la commande de ces électrovannes étant asservie à divers paramètres tels que la vitesse de défilement du solide à traiter, la température de traitement, la température de la source de gaz, etc... L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci après, à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ce dessin, est un schéma d'un dispositif de réglage selon l'invention. La figure 2, enfin, est un schéma d'une application d'un tel dispositif à l'alimentation d'un réacteur pour la fixation d'un gaz sur un solide. En se reportant au dessin, notamment à la figure 1, on peut voir un dispositif D de réglage du débit d'un gaz, à savoir du chlore dans l'exemple considéré, provenant d'une source de gaz sous pression 1, située en amont du dispositif D. La source de gaz 1 est formée par une bouteille 2, sous pression, contenant un équilibre gaz/liquide à la température considérée. Cette température est donc inférieure à la temperature critique du gaz. Dans le cas du chlore, la bouteille 2 est avantageusement maintenue, dans une enceinte climatique, à une température de 130 C pour laquelle la pression d'équilibre gaz/liquide est de 5,5 bars absolus et donc de 4,5 bars relatifs. Le gaz peut se diriger, suivant le sens des flèches F, vers une zone A, située en aval du dispositif D, se trouvant à une pression plus faible que la pression. du gaz dans la source 1. Le dispositif D se trouve à une température également inférieure aux températures critiques du gaz considéré, le chlore dans l'exemple envisagé, et des vapeurs, notamment de la vapeur d'eau, véhiculées par ce gaz. Il en résulte que 1 gaz est susceptible de former des condensats lors de sa détente de la pression amont qui règne dans la source 1, à la pression aval qui règne dans la zone A. Le dispositif D comprend plusieurs tubes capillaires C1, C2, C3, C4, montés en parallèle entre l'amont et l'aval. Dans l'exemple représenté, quatre tubes capillaires C1-C4 sont prévus ; il est clair qu'un nombre différent de tubes capillaires peut être utilisé selon les besoins. Les tubes capillaires C1-C4 sont montés dans des conduits tl, t2, t3, t4, reliés en parallèle à une tubulure d'arrivée 3, transversale, elle-même reliée par un tuyau 4 à la source 1. A leur autre extrémité, les conduits tout4 sont reliés en parallèle à une autre tubulure transversale 5, ellemême reliée par un tuyau 6 à la zone A d'utilisation du gaz. Les tubes capillaires C1-C4 sont de préférence en verre, tandis que les conduits tout4 peuvent être en polytétrafluoréthylène. Le diamètre intérieur et la longueur des tubes capillaires C1-C4 sont choisis de telle sorte que le gradient de pression, créé par chaque tube capillaire, soit suffisamment faible pour éviter la formation de condensats à partir du gaz. On s'est aperçu, en effet, que pour une chute de pression déterminée 1 P, la formation de condensats se trouve réduite et même supprimée, si cette chute de pression est répartie suivant une longueur non négligeable, de sorte que le gradient de pression ne soit pas trop élevé. Les capillaires disponibles sur le marché ont généralement un diamètre intérieur pouvant varier de 0,1 mm à 0,2 mm avec un diamètre intermédiaire de 0,15 mm. La longueur des capillaires C7-C4 est de plusieurs millimètres. Cette longueur peut varier notamment de 2 mm à 200 mm. Des moyens de commande B sont en outre prévus pour autoriser ou empêcher la circulation du gaz dans chaque capillaire C1-C4, et donc dans le conduit tout4 correspondant. Ces moyens de commande B sont avantageusement formés par des vannes vl-v4 associées à chaque conduit tout4. Ces vannes v1-v4 sont du type à fonctionnement tout ou rien, c'est à-dire qu'elles sont soit totalement ouvertes, soit totalement fermées. Ces vannes vl-v4 peuvent être manuelles ou, de préférence, à commande électromagnétique (électrovannes), notamment à revêtement en polytétrafluoréthylène. Les vannes vl-v4 sont disposées en aval des tubes capillaires sur chaque conduit tout4. De préférence, les débits de chaque capillaire C1-C4 sont différents. Avantageusement, les débits sont choisis de telle sorte que, si l'on classe les capillaires par ordre croissant de leur débit, le capillaire de rang supérieur a un débit double de celui du capillaire de rang immédiatement inférieur. Par exemple, le capillaire C4 sera le capillaire de débit minimum tandis que les capillaires C3, C2 > C1 auront des débits progressivement croissants. Le capillaire C3 assurera un débit double de celui du capillaire C4 , le capillaire C2 assurera un débit double de celui de C3, et de même pour C1, vis à vis de C2. Avec quatre capillaires montés en parallèle et fonctionnant en tout ou rien, on réalise une combinaison binaire naturelle à quatre bits. On peut obtenir ainsi seize débits différents en incorporant, dans ce décompte, le débit nul obtenu lorsque tous les Capillaires sont fermés. Dans l'application particulière envisagée pour leali- mentation d'un réacteur en vue de la chloration de lames râ- cleuses d'essuie-glace, le débit maximum de chlore souhaité est de l'ordre de 1 1/mon. On choisit avantageusement, pour le capillaire C4, correspondant au plus petit poids ou au rang inférieur, un débit de 0,0625 1/mon. Les capillaires C3, C2, Cl auront, respectivement, des débits de 0,125 1/mon ; 0,25 1/mon ; et 0,5 1/mon. Les différents débits que l'on peut obtenir sont séparés par un quantum de 0,0625 1/mon. Des explications qui précèdent, on comprend immédiatement que le réglage du débit est effectué, en quelque sorte, sous une forme numérique, en commandant l'ouverture ou la fermeture des vannes appropriées vl-v4 pour l'obtention du débit souhaité. Ce réglage est obtenu sans formation de condensats au niveau des capillaires C1-C4 du fait du gradient de pression réduit. La figure 2 illustre, sommairement , l'application d'un tel dispositif à l'alimentation d'un réacteur 7, schématiquement représenté, pour la chloration de lames râcleuses d'essuie-glace, en matière élastomère, défilant sous forme d'un ruban continu 8. Le réacteur 7, comme décrit dans le brevet FR 2 537 014 déjà cité, est constitué par exemple par un tube légèrement incliné par rapport à la verticale, muni à sa partie haute d'un dispositif d'étanchéité approprié 9 permettant le passage du ruban 8. A sa partie basse, le tube 7 plonge dans une cuve 10 contenant du liquide, notamment de l'eau, pour former un joint liquide. Le gaz de réaction, le chlore dans l'exemple envisagé, est introduit dans la partie basse du réacteur 7 par un tube 11.Le ruban 8, dont la surface a été traitée dans le réacteur 7 par réfaction avec le chlore, sort du réacteur 7 en plongeant dans la cuve 10 puis en ressortant de cette cuve. Dans une telle application, les vannes électromagnétiques v1-v4 du dispositif D de réglage de débit sont avantageusement commandées à partir d'un calculateur 12 qui reçoit des informations sur divers paramètres de fonctionnement tels que la vitesse de défilement du ruban 8, fournie par un capteur 13, la température à l'intérieur du réacteur 7 fournie par une sonde 14 de mesure de température. Il peut en être de même pour tout paramètre que l'on souhaite prendre en considération. A partir des informations fournies par les capteurs et sondes divers, le calculateur 12 détermine, par exemple à partir d'un programme ou d'une loi pré-établis, le débit de chlore nécessaire et commande, en conséquence, la fermeture ou l'ouverture de chacune des vannes v1-v4. Il est clair que les exemples numériques de débit donnés dans la description qui précède sont indicatifs et non limitatifs. Des débits plus importar.ts pourraient être obtenus avec des combinaisons différentes de capillaires. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage du débit d'un gaz provenant d'une source de gaz sous pression, située en amont du dispositif, et pouvant se diriger vers une zone, située en aval du dispositif, à pression plus faible, le gaz étant susceptible de former des condensats lors de sa détente de la pression amont à la pression aval, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux tubes capillaires (C1, C2, C3, C4), montés en parallèle entre l'amont et l'aval, le diamètre intérieur et la longueur de ces tubes étant choisis de telle sorte que le gradient de pression, créé par ces tubes capillaires, soit suffisamment faible pour éviter la formation de condensats à partir du gaz, des moyens de commande (B) étant en outre prévus pour autoriser ou empêcher la circulation du gaz dans chaque capillaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de commande (B) sont formés par des vannes (v1-v4) fonctionnant en tout ou rien. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les vannes (v1-v4) sont disposées en aval des tubes capillaires (C1-C4). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les tubes capillaires (C1-C4) sont choisis de manière à déterminer, chacun, un débit différent de celui des autres tubes capillaires. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les tubes capillaires (C1-C4) sont choisis de telle sorte que, dans un classement des capillaires par ordre croissant de leur débit, le capillaire de rang supérieur a un débit double de celui du capillaire de rang immédiatement inférieur. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comporte quatre capillaires disposés en parallèle, le capillaire de rang ou de poids inférieur assurant un débit de 0,0625 1/mon, tandis que les capillaires suivants assurent, respectivement, des débits de 0,125 1/mn 0,25 1/mon ; 0,5 1/mon. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque capillai- re (C1-C4) a une longueur d'au moins quelques millimètres. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les capillaires ont un diamètre intérieur compris entre 0,1 mm et 0,2 mm. 9. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, à l'alimentation d'un reacteur (7) pour la fixation d'un gaz sur un solide, en particulier pour la chloration de lames râcleuses d'essuie-glace en matière élastomère. 10. Application selon la revendication 9, caractérisée par le fait que l'on prévoit des vannes électromagnétiques (v1-v4) pour autoriser ou empêcher la circulation du gaz dans chaque capillaire (C1-C4), la commande de ces électrovannes (v1-v4) étant asservie à divers paramètres tels que la vitesse de défilement du solide (8) à traiter, la température de traitement, la température de la source de gaz