Brevet FR2681688A1 — publié le 19930326

INSTALLATION DE DETECTION DE FUITES DE GAZ UTILISANT LA TECHNIQUE DE RENIFLAGE La présente invention concerne une installation de détection de fuites de gaz par mesure de la concentration en un gaz traceur dans un échantillon de gaz prélevé selon la technique de reniflage, comportant un analyseur pour effectuer ladite mesure, cet analyseur étant relié à une pompe secondaire, dont la sortie de refoulement est raccordée à au moins une pompe primaire, une sonde de reniflage étant raccordée, à travers un organe de prélèvement en communication avec ledit analyseur, à l'entrée d'une pompe primaire. 1 i O Les installations de détection de ce type connues présentent l'inconvénient d'être relativement encombrantes et lourdes à cause de l'utilisation d'une pompe primaire mécanique à joint d'huile. D'autre part, ces pompes à huile ne peuvent pas fonctionner aisément selon toutes les orientations Une alternative consisterait à remplacer la pompe primaire mécanique à joint d'huile par un ensemble de pompes primaires de petites dimensions et de faible poids, comme des pompes à membrane, des pompes à palettes sèches, des pompes à pistons Mais il s'avère difficile d'obtenir, dans ce cas, les mêmes performances en vide, car toutes ces pompes dites sèches ont des pressions limites relativement élevées, de l'ordre de plusieurs mbar. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, tout en utilisant un nombre minimal d'étages de pompes, et à réaliser une installation de détection efficace et économique. A cet effet, l'installation selon l'invention est caractérisée en ce que la pompe secondaire utilisée est d'un type permettant d'amener la pression d'aspiration à une valeur inférieure à 10-4 mbar et ayant une pression de refoulement de l'ordre de 10 mbar, l'installation comportant, par ailleurs, un groupe d'au moins deux pompes primaires sans huile, connectées en série, la sonde de reniflage étant raccordée par un tube à un point intermédiaire de ce groupe de pompes primaires. La pompe primaire connectée à la sortie de refoulement de la pompe secondaire est, de préférence, une pompe à palettes sèches, et une pompe à membrane à deux étages en série peut, dans ce cas, être connectée à cette pompe à palettes sèches. Selon une forme d'exécution de l'invention, la pompe à palettes sèches est logée dans un carter étanche, dont le volume intérieur est en communication avec la sortie de refoulement de cette pompe Le tube de la sonde de reniflage est, de préférence, connecté à l'entrée 1 i O d'aspiration de la pompe à membrane connectée à la pompe à palettes sèches. La pompe secondaire utilisée dans cette installation est, de préférence, une pompe moléculaire à tambour lisse, comportant deux étages de pompage concentriques. L'organe de prélèvement peut comporter une vanne à aiguille ou une membrane poreuse raccordée entre les deux étages de la pompe moléculaire. Par ailleurs, une jauge de pression est avantageusement connectée au tube de la sonde de reniflage au niveau du raccordement de ce tube au groupe de pompes primaires, de manière à permettre de surveiller l'état de la sonde, notamment en observant une éventuelle montée de la pression indiquant que la sonde se bouche. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description suivante d'une forme d'exécution donnée à titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés, dans lesquels: La Fig 1 est un schéma-bloc de l'installation selon l'invention; et La Fig 2 est une demi-coupe axiale d'une pompe à deux étages concentriques, telle qu'elle peut être utilisée dans cette installa- tion. Dans le schéma de la Fig 1, un spectromètre de masse 1 est connecté à une pompe moléculaire 2 à deux étages concentriques, dont la sortie de refoulement est connectée à une pompe à palettes sèches 3 logée dans un carter étanche 4 Cette pompe à palettes sèches est suivie d'une pompe à membrane 5 à deux étages en série. Une sonde de reniflage 6 est reliée par un tube de liaison 7 à un organe de prélèvement 8 raccordé entre les deux étages de pompage concentriques de la pompe moléculaire 2, par une canalisation 13. L'extrémité du tube de liaison de la sonde est connectée entre la sortie de refoulement de la pompe à palettes sèches et l'entrée du premier étage de la pompe à membrane 5 A ce niveau, une jauge de pression 9 est connectée au tube, ce qui permet d'indiquer à l'opérateur si la sonde est obturée ou éventuellement coupée. Le raccordement du tube de la sonde de reniflage de la manière indiquée permet d'obtenir un débit suffisamment élevé dans ce tube pour que le temps de transfert soit assez court pour assurer un fonctionnement correct de l'installation de mesure D'autre part, la connexion représentée a pour effet d'améliorer la sensibilité de l'installation de détection en introduisant le gaz à tester le plus près du spectromètre de masse et en apportant, d'autre part, un flux de gaz permettant de balayer le volume se trouvant à haute pression dans la partie de refoulement de la pompe 2 L'installation permet ainsi de mesurer de faibles concentrations en gaz traceur, tel que l'hélium, après en avoir mesuré de fortes concentrations. La pompe secondaire 2 peut, d'une façon générale, être de tout type capable d'amener la pression d'aspiration à une valeur inférieure à -4 mbar, tout en ayant une pression de refoulement de l'ordre de mbar compatible avec l'aspiration du groupe de pompes primaires. La Fig 2 montre une forme de réalisation d'une pompe 2 à deux étages concentriques, telle qu'elle est utilisée, de préférence, dans la présente installation Selon cette réalisation, la pompe comporte un carter extérieur 10 dans lequel sont usinées des rainures hélicoïdales 11, dont la profondeur décroît depuis un orifice d'aspiration 12 jusqu'à un espace 21 situé entre les deux étages de pompage Dans cet espace 21 débouche la canalisation intermédiaire 13 assurant la liaison avec la jauge de pression 9 de la Fig 1. La pompe 2 comporte un rotor 15 tournant à grande vitesse entre deux stators 19 et 20 La zone située entre une face 16 du rotor 15 et le stator 19 constitue un étage de pompage basse pression, et la 1 O zone située entre une face 17 du rotor 15 et le stator 20 un étage de pompage haute pression Le stator 20 comporte des rainures hélicoïdales usinées 18, dont la profondeur décroît depuis l'espace 21 jusqu'à une tubulure de refoulement 14. La première pompe 3 du groupe de pompes primaires est une pompe à palettes sèches que l'on a, selon l'invention, logée dans le carter étanche 4 pour abaisser la pression limite de l'ensemble de pompes, par exemple de 200 mbar à 4 mbar L'intérieur du carter 4 est relié à la sortie de refoulement de la pompe à palettes sèches et est évacué par la pompe à membrane 5 à deux étages L'installation selon l'invention permet ainsi de n'utiliser que trois étages de pompe primaire, tout en atteignant la pression limite de l'ordre de 10 mbar à l'aspiration de ce groupe. REVENDICATIONS 1 Installation de détection de fuites de gaz par mesure de la concentration en un gaz traceur dans un échantillon de gaz prélevé selon la technique de reniflage, comportant un analyseur ( 1) pour effectuer ladite mesure, cet analyseur étant relié à une pompe secondaire ( 2), dont la sortie de refoulement est raccordée à au moins une pompe primaire ( 3), une sonde de reniflage ( 6) étant raccordée, à travers un organe de prélèvement ( 8) en communication avec ledit analyseur, à l'entrée d'une pompe primaire, caractérisée en ce que ladite pompe secondaire ( 2) est d'un type permettant d'amener la pression d'aspiration à une valeur inférieure à -4 mbar et ayant une pression de refoulement de l'ordre de 10 mbar, et en ce qu'elle comporte un groupe d'au moins deux pompes primaires ( 3,5) sans huile connectées en série, ladite sonde de reniflage ( 6) étant raccordée par un tube ( 7) à un point intermédiaire de ce groupe de pompes primaires. 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe primaire ( 3) connectée à la sortie de refoulement de la pompe secondaire est une pompe à palettes sèches. 3 Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une pompe à membrane ( 5) à deux étages en série est connectée à la pompe à palettes sèches ( 3). 4 Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pompe à palettes sèches ( 3) est logée dans un carter étanche ( 4), dont le volume intérieur est en communication avec la sortie de refoulement de cette pompe. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tube ( 7) de la sonde de reniflage est relié à l'entrée de ladite pompe à membrane connectée à la pompe à palettes sèches. 6 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe secondaire ( 2) est une pompe moléculaire à tambour lisse, comportant deux étages de pompage concentriques. 7 Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe de prélèvement ( 8) comporte une vanne à aiguille raccordée entre lesdits deux étages de la pompe moléculaire. 8 Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'organe de prélèvement ( 8) comporte une membrane poreuse raccordée entre les deux étages de la pompe moléculaire. 9 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une jauge de pression ( 9) est connectée au tube ( 7) de la sonde de 1 5 reniflage ( 6) au niveau du raccordement de ce tube au groupe de pompes primaires ( 3,5).