Brevet FR2593918A1 — publié le 19870807

RECIPIENT A GRANDE VARIATION DE VOLUME, POUR ESSAI DE FLUIDES L'invention concerne un récipient d'essai de fluides, devant subir de grandes variations de volume tout en conservant une bonne étanchéité et en permettant des mesures précises de volume. L'emploi de pièces en matières plastiques est à prohiber en raison des phénomènes d'absorption et d'adsorption susceptibles de perturber les mesures. On utilise parfois dans des montages expérimentaux des soufflets métalliques hydroformés ou obtenus par électro-déposition, mais ces soufflets ont de très faibles courses et ne conviendraient pas pour des récipients à grande variation de volume. Un objet de l'invention est un récipient délimité par un corps de forme générale cylindrique qui forme la paroi d'une chambre d'admission de fluide à l'une des extrémités longitudinales du récipient et la paroi d'une chambre cylindrique d'expansion dans le prolongement de ladite chambre d'admission et dans ladite chambre d'expansion duquel est installé un soufflet métallique formé par un empilement d'anneaux minces métalliques compris chacun entre un bord radialement interne et un bord radialement externe et réunis les uns aux autres par soudure alternativement des bords internes et des bords externes d'anneaux adjacents de sorte que chaque anneau autre que les anneaux extrêmes de l'empilement est uni à l'un des deux anneaux adjacents le long de son bord interne et à l'autre de ces deux anneaux adjacents le long de son bord externe, ce soufflet étant fermé à une première de ses deux extrémités longitudinales et fixé, de manière étanche, à la deuxième de ses deux extrémités longitudinales, au corps du récipient près de ladite chambre d'admission de sorte que ladite chambre d'admission se trouve en communication avec l'intérieur du soufflet métallique et non pas avec ladite chambre d'expansion dont la paroi sert de guide au soufflet! caractérisé en ce que le soufflet métallique est muni d'un noyau interne qui est fixé à ladite première extrémité longitudinale du soufflet et qui remplit sensiblement tout l'espace interne au soufflet en position de contraction de celui-ci. Ainsi, le volume minimal offert au fluide se trouve pratiquement limité au volume de ladite chambre d'admission, tandis que le volume maximal se trouve réduit dans une faible proportion, ce type de soufflet métallique étant capable d'une extension longitud.nale importante. L'invention prévoit encore d'utiliser ce noyau interne pour créer une agitation du fluide étudié. Pour cela, le noyau interne se termine axialement par un anneau aimanté monté en rotation libre sur le noyau interne et susceptible d'être entraîné en rotation par un champ magnétique créé à l'extérieur dans un circuit magnétique disposé autour dudit récipient. On va décrire, à titre non limitatif, un exemple de réalisation d'un récipient conforme à l'invention en se référant au dessin joint dans lequel: - la figure 1 est une coupe axiale d'une partie dudit récipient en position de rétraction du soufflet métallique; - la figure 2 est une coupe analogue en position d'extensIon du soufflet métallique ; et - les figures 3 et 4 représentent schématiquement trois des anneaux du soufflet respectivement en position de rétraction et en position d'extension du soufflet métallique. Sur les figures 1 et 2, on a représenté une portion d'un récipient métallique à corps cylindrique 1 délimitant intérieurement une chambre 2 d'admission de fluide, en communication avec une vanne de remplissage disposée en 3. Le corps I forme également la paroi d'une chambre d'expansion 4 dans laquelle on a installé un soufflet métallique 5 compris entre deux pièces d'extrémité, dont une première pièce d'extrémité 6, annulaire, reçoit une tête de fermeture 7 qui s'y fixe de manière étanche par vissage et qui est solidaire d'un noyau métallique 8 interne au soufflet 5. La deuxième piece d'extrémité 9 du soufflet est fixée dans le corps 1 au moyen de vis 10 que l'on peut atteindre par des passages 11 dans le corps 1, I'étanchéité de la liaison pouvant être assurée par insertion d'un joint métallique mince 12, par exemple une feuille d'or de 0,1 mm d'épaisseur.Un joint métallique analogue peut éventuellement être inséré entre la tête 7 et la pièce d'extrémité 6 du soufflet métallique. Le noyau 8, qui occupe tout l'espace interne au soufflet 5 dans la position de la figure 1, porte à son extrémité libre un anneau aimanté 13, servant d'agitateur et monté de manière à pouvoir tourner librement relativement au noyau 8 sous l'action d'un champ magnétique extérieur. Ce champ magnétique peut être créé en excitant un circuit magnétique, non représenté, disposé autour du noyau 1. Le soufflet métallique 5 est constitué par un grand nombre, par exemple une centaine, d'anneaux minces réunis les uns aux autres de la manière representée sur les figures 3 et 4. Un anneau 14 est lié à un anneau adjacent 15 par soudure a l'arc électrique le long du bord interne 16 de ces deux anneaux 14 et 15 et à l'autre anneau adjacent 17 par soudure le long du bord externe 18 des deux anneaux 14 et 17. Les deux anneaux extrêmes du soufflet métallique sont fixés d'une part à l'anneau adjacent et d'autre part à la pièce d'extrémité adjacente 6 ou 9 du soufflet, le long respectivement de l'un ou l'autre de leurs bords interne et externe. En comparant les figures 1 et 3 d'une part et les figures 2 et 4 d'autre part, on voit l'accroissement de volume du soufflet entre sa position de rétraction et sa position d'extension.Le soufflet peut par exemple avoir une longueur au repos de 35 mm, lorsque les anneaux sont appliqués les uns contre les autres et un debattement maximal de 130 mm. Comme la chambre d'admission 2 peut être très réduite et que le noyau 8 occupe tout l'intérieur du soufflet 5 au repos de celui-ci, on peut, par exemple, avoir un volume maximal offert au fluide 25 à 30 fois supérieur au volume minimal. Dans la chambre d'expansion 4, on peut introduire, par des moyens classiques, qui n'ont pas été représentés, un fluide de manoeuvre dont on peut régler la pression. Le corps I est monté dans une enceinte dont la température est bien déterminée, de sorte que l'on peut effectuer une étude expérimentale des grandeurs thermodynamiques : pression, volume, température d'un fluide introduit dans la chambre 2 et généralement constitué par un mélange de plusieurs fluides. On peut ainsi déterminer de manière très précise les points de bulle et de rosée le long d'une isotherme. Pour cela on comprime le soufflet 5 au moyen du fluide de manoeuvre à une pression de 700 bars par exemple et on détend le soufflet à des intervalles de pression réguliers, en mesurant de façon très précise la pression du fluide à étudier, tandis que l'agitateur 13 assure une bonne répartition de ce fluide dans le volume qu'il occupe. Le déplacement du soufflet est surveillé grâce à une tige, non représentée, fixée sur la tête 7 à l'extérieur du soufflet. On peut mesurer ce déplacement grâce à un capteur de déplacement linéaire dans lequel coulisse une tête magnétique portée par ladite tige. Les signaux émis par ce capteur sont lus par un microprocesseur et un moteur pas à pas déplace une table micrométrique afin de ramener le capteur à son zéro électrique le nombre de pas parcourus par la table micrométrique correspond à la variation de longueur du soufflet. REVENDICATIONS 1- Récipient pour essai de fluides, délimité par un corps (1) de forme générale cylindrique qui forme la paroi d'une chambre (2) d'admission de fluide à l'une des extrémités longitudinales du récipient et la paroi d'une chambre cylindrique d'expansion (4) dans le prolongement de ladite chambre d'admission et dans ladite chambre d'expansion (4), duquel est installé un soufflet métallique (5i formé par un empilement d'anneaux minces métalliques (14, 15, 17) compris chacun entre un bord radialement interne (16) et un bord radialement externe (18) et réunis les uns aux autres par soudure alternativement des bords internes et des bords externes d'anneaux adjacents de sorte que chaque anneau (14) autre que les anneaux extrêmes de l'empilement est uni à l'un (15) des deux anneaux adjacents (15, 17) le long de son bord interne (16) et à l'autre (17) de ces deux anneaux adjacents le long de son bord externe (18), ce soufflet étant fermé (7) à une première (6) de ses deux extrémités longitudinales et fixé, de manière étanche, à la deuxième (9) de ses deux extrémités longitudi nales, au corps (1) du récipient près de ladite chambre d'admission (2) de sorte que ladite chambre d'admission se trouve en communication avec l'intérieur du soufflet métallique et non pas avec ladite chambre d'expan sion (4) dont la paroi sert de guide au soufflet, caractérisé en ce que le soufflet métallique (5) est muni d'un noyau interne (8) qui est fixé à ladite première extrémité longitudinale (6) du soufflet (5) et qui remplit sensiblement tout l'espace interne au soufflet en position de contraction de celui-ci. 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit noyau interne (8) se termine axialement par un anneau aimanté (13) monté en rotation libre sur le noyau interne et susceptible d'être entraîné en rotation par un champ magnétique créé à l'extérieur dudit récipient.