Brevet FR2653558A1 — publié le 19910426

- i - La présente invention concerne un système de détection de fuites à gaz traceur comportant une conduite, munie d'une vanne de prévidage et permettant de relier une enceinte à tester à l'aspiration d'une pompe de prévidage, un analyseur de gaz relié à l'aspiration d'une pompe secondaire mécanique dont le refoulement est relié par une canalisation à une pompe primaire, au moins une liaison, munie d'une vanne d'entrée reliant ladite enceinte à ladite pompe secondaire mécanique. On connaît plusieurs dispositions ou schémas de pompage répondant à ce système de détection de fuite. Tout d'abord, on connaît un schéma o la pompe de prévidage et la pompe primaire sont distinctes et constituées chacune, généralement, par une pompe à palettes. Dans d'autres montages, le prévidage de l'enceinte à tester et le système de pompage primaire situé au refoulement de la pompe mécanique secondaire, sont constitués par une pompe commune avec une vanne disposée entre cette pompe et le refoulement de la pompe secondaire, ou un système de vanne à trois voies qui permet de relier la pompe soit au refoulement de la pompe secondaire, soit à la conduite menant à l'enceinte à tester. Ceci étant, les montages connus permettent de fonctionner soit en "passage direct", soit à "contre-courant", soit encore permettent de fonctionner, au choix, en "passage direct" ou à "contre-courant". Pour le fonctionnement en "passage direct", l'aspiration de la pompe secondaire est reliée à l'enceinte à tester par l'intermédiaire d'une vanne d'entrée. Dans le cas du fonctionnement à "contre-courant", il y a une liaison, munie d'une vanne, permettant de relier le refoulement de la pompe secondaire à l'enceinte à tester. Quel que soit le montage, le prévidage de la pièce à tester est long lorsque cette pièce est d'un gros volume. En effet, au dessous de mb, le débit de la pompe primaire à palettes est relativement faible. Or on ne peut ouvrir la vanne reliant l'enceinte à tester à la pompe secondaire qu'après que la pression soit descendue au moins à 102 mb. Par ailleurs, pendant toute la durée du prévidage de l'enceinte en - 2 régime moléculaire, qui peut donc être longue, il y a un risque de pollution de l'enceinte par l'huile de la pompe primaire. Dans les montages à pompe primaire unique, il existe un phénomène de mémoire d'hélium du à la pompe primaire à palettes lorsqu'une fuite importante a été décelée lors d'un essai antérieur. Ce phénomène perturbe les résultats de l'essai suivant. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et a encore pour avantage de diminuer le bruit de fond qui existe dans ce système de détection. L'invention a ainsi pour objet un système de détection de fuite à gaz traceur tel que définit plus haut, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une seconde pompe secondaire mécanique située sur ladite conduite, en aval de ladite vanne de prévidage. On va maintenant donner quelques exemples de mise en oeuvre de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente un système de détection de fuite à gaz traceur selon l'invention dans le cas o l'on utilise deux pompes à palettes distinctes. La figure 2 représente un système de détection selon l'invention dans le cas o l'on n'utilise qu'une seule pompe à palettes. La figure 3 est une troisième variante avec une seule pompe à palettes et ne pouvant fonctionner qu'en "contre-courant". En se référant à la figure 1, le système de détection de fuite à gaz traceur comprend une pompe de prévidage 1, par exemple une pompe à palettes. Cette pompe à palettes 1 est reliée par son aspiration à une conduite 2 dont l'autre extrémité est reliée par une bride d'entrée 3 à une enceinte à tester 4. Cette conduite 2 est munie d'une vanne de prévidage 5. Un analyseur de gaz 6, tel qu'un spectromètre de masse réglé par exemple sur l'hélium, est relié à l'aspiration d'une pompe secondaire mécanique 7. Il s'agit d'une pompe moléculaire du type turbomoléculaire par exemple, mais on peut également utiliser d'autres types de pompes par exemple une pompe Holweck ou une pompe hybride. Le refoulement de la pompe secondaire 7 est relié par une canalisation 8 à une pompe primaire 9 telle qu'une pompe à palettes. L'enceinte à tester 4 est en outre reliée à l'aspiration de la -3- pompe secondaire 7 par une liaison 10 munie d'une vanne d'entrée 11. Cette liaison permet d'effectuer un test en "passage direct". En outre, facultativement, le système peut comporter une autre liaison 12 munie également d'une vanne dite d'entrée 13 qui relie directement le refoulement de la pompe secondaire 7 à l'enceinte à tester 4 par l'intermédiaire de la conduite 2. Cette liaison 12 permet d'effectuer un test en "contre-courant". Selon l'invention, une seconde pompe secondaire mécanique 14 est située sur la conduite 2, en aval de la vanne de prévidage 5. La liaison 12 rejoint la conduite 2 en aval de la pompe 14. Grâce à cette pompe mécanique secondaire 14, par exemple une pompe moléculaire du type turbomoléculaire, on abaisse rapidement la pression d'entrée en profitant de la grande vitesse de pompage de la pompe moléculaire au -1 dessous de 10 mbar contrairement à la pompe a palettes à ces pressions. On atteint ainsi une pression limite, de l'ordre de 10-5 mbar, très inférieure donc aux 10- mbar atteint précédemment dans l'art antérieur, d'o une meilleure élimination, au cours de la phase de prévidage, de l'hélium contenu dans l'air, on diminue ainsi le bruit de fond. Un autre avantage consiste encore en ce que cette pompe 14 empêche la rétrodiffusion d'huile de la pompe 1 d'o la réalisation d'un détecteur propre. Enfin, dans le cas du fonctionnement à passage direct le phénomène de mémoire d'hélium du à la pompe 1 est réduit par cette pompe 14. A titre d'exemple, les pompes 7 et 14 sont des pompes turbomolécu- laires ayant un débit de 100 1/s. La pompe 9 est une pompe à palettes ayant un débit de 4 m /h et la pompe de prévidage 1 un débit de m 3/h. Au cours d'un test en fonctionnement à passage direct, une fois le prévidage effectué par les pompes 1 et 14, on ferme les vannes 5 et 13 et on ouvre la vanne 11. On obtient une sensibilité maximale de - atm cm /s avec une vitesse de pompage de 8 1/s. Dans le cas d'une mesure de grosse fuite, on fonctionne à contre- courant: la vanne 11 reste fermée, et après le prévidage de l'enceinte 4, on ouvre la vanne 13. On peut ainsi travailler à haute pression - 4 - (supérieure à 10-2 mb) avec une vitesse de pompage de 15 1/s. Pour permettre le contrôle de gros volumes atteignant par exemple litres, il est possible de réaliser un "test propre" en laissant simultanément les vannes 11 et 13 ouvertes. La sensibilité est réduite dans le rapport 3, mais la vitesse de pompage hélium passe à 23 l/s, d'o une amélioration du temps de réponse. La figure 2 représente un montage simplifié dans lequel on a supprimé une pompe à palettes, la seule pompe à palettes, repérée 19 jouant en effet le rôle des deux pompes 1 et 9 de la figure 1. Il a alors été ajouté une vanne supplémentaire 15. Au cours du prévidage, les vannes 5 et 15 sont ouvertes et les vannes 11 et 13 fermées. Au cours d'un test en direct, on ferme les vannes 5 et 15 et on ouvre les vannes 11 et 13. Au cours d'un test en contre-courant, la vanne 11 reste fermée et les trois vannes 5, 15 et 13 sont ouvertes. Enfin, la figure 3 représente un montage qui ne peut fonctionner qu'à contre-courant. Dans ces deux derniers montages, on a repéré 812 la conduite unique qui joue à la fois le rôle de la canalisation 8 de la figure 1 et le rôle de la liaison 12 de cette même figure 1. Dans ces figures 2 et 3, la pompe à palettes 19 utilisée a un débit correspondant à la pompe 1 de la figure 1, donc à 20 m 3/h dans l'exemple non limitatif cité. Ainsi, grâce à ce système de détection, on dispose maintenant d'appareils ayant des performances meilleures que celles des meilleurs appareils à pompe à diffusion avec piège à azote liquide. Performances qui n'étaient pas atteintes jusqu'à maintenant avec les appareils à pompes moléculaires mécaniques dans les schémas de montage utilisés. On obtient en effet: une grande sensibilité: 10 atm cm/s, - une grande vitesse de pompage: - 8 1/s pour les petites fuites - 15 1/s pour les grosses fuites - 23 1/s pour la recherche rapide de fuites sur desvolumes importants, - 5 - - système de détection propre, - mémoire hélium réduite. Dans tout le texte, on a parlé de système de détection plut8t que de détecteur car, en effet, l'invention s'applique à tout système de détection comportant les composants décrits, l'ensemble de ces composants pouvant être regroupés dans un appareil appelé détecteur, mais cet appareil peut éventuellement, dans certains cas, ne regrouper qu'une partie des composants, ce qui permet de réaliser des détecteurs plus petits et plus légers, si par exemple le volume à contr8ler possède son propre groupe de pompage. - 6 - REVENDICATIONS 1/ Système de détection de fuite à gaz traceur comportant une conduite (2) , munie d'une vanne de prévidage (5) et permettant de relier une enceinte à tester (4) à l'aspiration d'une pompe de prévidage (1, 19), un analyseur de gaz (6) relié à l'aspiration d'une pompe secondaire mécanique (7) dont le refoulement est relié par une canalisation (8, 812) à une pompe primaire (9, 19) au moins une liaison, munie d'une vanne d'entrée reliant ladite enceinte (4) à ladite pompe secondaire mécanique (7), caractérisé en ce qu'il comporte en outre une seconde pompe secondaire mécanique (14) située sur ladite conduite (2), en aval de ladite vanne de prévidage (5). 2/ Système de détection de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison munie d'une vanne d'entrée est une liaison (10) munie d'une vanne (11) qui relie ladite enceinte (4) à l'aspiration de ladite pompe secondaire mécanique (7). 3/ Système de détection de fuite selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une autre liaison (12) munie d'une vanne (13) reliant directement le refoulement de la pompe secondaire mécanique (7) à ladite conduite (2) aboutissant à l'enceinte à tester, en aval de ladite seconde pompe secondaire mécanique (14). 4/ Système de détection de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe de prévidage et ladite pompe primaire sont communes et constituent un groupe de pompage primaire unique (19). / Système de détection de fuite selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite liaison munie d'une vanne d'entrée reliant ladite enceinte (4) à ladite pompe secondaire mécanique (7) est une liaison (812) munie d'une vanne (13) reliant le refoulement de la pompe mécani- que secondaire (7) à ladite conduite (2) entre ladite seconde pompe mécanique secondaire (14) et ledit groupe de pompage primaire unique (19). 6/ Système de détection de fuite selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une seconde liaison (lO) munie d'une vanne (11) relie l'aspiration de ladite pompe secondaire mécanique (7) à l'enceinte à tester (4), une vanne (15) étant située sur ladite conduite (2) entre ladite seconde pompe mécanique secondaire et la jonction de ladite liaison (812) avec ladite conduite (2).