CH448568A - Procédé de prélèvement d'aérosols par aspiration et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  
 



   Procédé de prélèvement d'aérosols par aspiration et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé
 Les taux de radioactivité à vie longue considérés comme admissibles dans l'air sont extrmement bas, il est donc nécessaire, pour contrôler cette radioactivité, de disposer de prélèvements importants des poussières en suspension dans cet air.



   Ces prélèvements, désignés plus généralement sous le terme d'aérosols, sont actuellement effectués par aspiration à l'aide d'un appareil composé notamment d'une pompe volumétrique reliée par une canalisation à une fentre sur laquelle repose un filtre. Au moyen de cette pompe, on fait passer au travers du filtre, pendant un intervalle de temps égal ou supérieur à vingt-quatre heures, un courant d'air tel qu'une importante quantité d'aérosols puisse s'accumuler sur le filtre.



  Durant les premières heures de fonctionnement de l'appareil, la perte de charge au travers du filtre est faible et le débit d'air correspondant élevé, mais au fur et à mesure du colmatage du filtre par les aerosols la perte de charge augmente, tandis que le débit d'air correspondant diminue. Cette évolution du débit au cours d'un prélèvement entraîne une variation de la proportion de poussières prélevées de telle sorte que le taux de radioactivité mesuré, par exemple pour un nuage radioactif donné, varie selon l'heure du prélèvement c'est-à-dire l'heure de passage de ce nuage. La présente invention a pour but de réduire au maximum ces variations en maintenant la perte de charge à une valeur sensiblement constante.



   Elle a pour objet un procédé de prélèvement par aspiration à travers un filtre collecteur qui est caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer le courant gazeux ayant traversé le filtre à travers un organe poreux et à faire varier la porosité de cet organe de façon à maintenir à une valeur constante la somme des pertes de charge dues au filtre et audit organe poreux.



   Selon un mode de mise en   ceuvre    du procédé, on peut faire passer le courant gazeux ayant traversé le filtre à travers un disque poreux et pendant ce passage imprégner ce disque d'un liquide visqueux en quantité telle que la somme des pertes de charge dues au filtre et au disque ait une valeur déterminée, puis réduire la quantité de liquide d'imprégnation du disque au fur et à mesure de l'augmentation de la perte de charge dans le filtre et maintenir la somme de ces pertes de charge à ladite valeur prédéterminée.



   Le débit d'air aspiré reste sensiblement constant pendant toute la durée du fonctionnement du dispositif et la mesure est effectuée sur la mme proportion d'aérosol quelque soit l'heure du prélèvement.



   L'invention s'étend également à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant une pompe reliée par une canalisation à une fentre de support d'un filtre, qui est caractérisé en ce qu'il comporte un disque en une matière poreuse monté en aval du filtre, un réservoir de liquide visqueux, au moins un tube distributeur d'amenée de ce liquide à proximité du centre du disque et des moyens de réglage de l'arrivée de ce liquide soumis à la pression en aval du filtre et de la perte de charge totale dans le dispositif.



   Toute variation du débit d'air aspiré dans la   cana-    lisation est immédiatement transmise à la commande du liquide et provoque une variation correspondante du débit d'arrivée de celui-ci sur le disque jusqu'au rétablissement du débit d'air initial. Le disque reçoit donc une quantité de liquide qui est constamment réglée d'après la perte de charge totale réelle du dispositif et maintient celle-ci à une valeur sensiblement constante.



   La description suivante et le dessin annexé se rapportent à un mode de mise en   oeuvre    du procédé de l'invention, donné à titre d'exemple.



   Ce mode de réalisation est relatif à un appareil de prélèvement d'aérosols sur un filtre fixe. Mais le dispa  sitif peut aussi tre adapté à des appareils à filtres mobiles.



   La fig. 1 représente un dispositif de prélèvement d'aérosols en coupe longitudinale.



   La fig. 2 est une vue partielle à plus grande échelle en coupe suivant la ligne I-I de la fig. I.



   Ce dispositif comporte (fig. I) une pompe volumétrique 1 reliée à une canalisation 2 dont l'extrémité en forme de cône 3 est rendue solidaire d'une chambre cylindrique 4 qui est fermée par un filtre 9 maintenu par un porte-filtre 10 avec interposition d'un joint torique 12 évitant les fuites de l'air aspiré autour de la surface utile du filtre.



   Entre ce filtre 9 et la paroi de la chambre 4 est monté un disque 6 en une matière poreuse telle que le bronze fritté, qui est entouré par une rondelle 7 et séparé du filtre 9 par une autre rondelle 8 empchant tout contact entre ces deux organes.



   Lors de l'aspiration de l'air par la pompe 1, les poussières en suspension sont arrtées par le filtre 9 et se déposent sur lui en le colmatant peu à peu. La perte de charge due au filtre augmente donc en fonction de ces dépôts.



   Pour maintenir constant le débit d'air aspiré, dans la chambre 4 et la canalisation 3, malgré le colmatage, on fait varier la perte de charge dans le disque en fonction inverse de celle due au filtre de telle sorte que leur somme reste sensiblement constante. Dans ce but, la porosité du disque est au début de l'aspiration réduite par imprégnation à l'aide d'un liquide visqueux en quantité telle que la perte de charge totale dans le dispositif atteigne une valeur déterminée, puis au fur et à mesure du colmatage du filtre, la quantité de liquide d'imprégnation du disque est diminuée et la porosité du disque augmente. Les pertes de charge respectives dans le disque et dans le filtre varient ainsi en sens inverse et leur somme peut tre maintenue constante.



   Un contrôle de cette perte de charge totale est facilement obtenu par exemple par celui de la pression dans la chambre 4. La variation de la porosité du disque 6 due à l'imprégnation par le liquide est alors soumise à cette pression et est réglée d'après une valeur déterminée de celle-ci qui correspond à la perte de charge de fonctionnement désirée.



   Le débit d'air aspiré dans ladite chambre 4 est ainsi sensiblement le mme quelque soit la quantité de poussières déjà déposées sur le filtre et le taux de prélèvement est constant pendant toute la durée du fonctionnement.



   Ce procédé est de préférence mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif tel que celui représenté sur les fig. 1 et 2 dans lequel la chambre 4 est entourée d'une part par un réservoir principal 5 contenant un liquide visqueux, tel que de l'huile, qui communique avec ladite chambre 4 par des orifices 21 débouchant au-dessus du niveau de l'huile, et d'autre part par un réservoir auxiliaire 16 situé au voisinage du disque 6. La paroi extérieure 26 de ce réservoir 16 se prolonge sous la chambre 4 et forme une couronne 26a de maintien du disque 6 et des rondelles 7 et 8. Le porte-filtre 10 est monté à l'intérieur de cette couronne 26a mais est fixé sur elle au moyen de vis 11 traversant des pattes 28 au nombre de trois par exemple qui le prolongent latéralement.



   Le réservoir annulaire 5 est mis en communication, à sa partie inférieure, par l'intermédiaire d'un tube 13, avec un vase d'expansion 14 rempli de mercure et relié par un tube 15 au réservoir annulaire 16.



   Le vase d'expansion 14 comprend, à sa partie inférieure, dans le prolongement du tube 15, un tube coudé 18 qui se termine par une ampoule 19 contenant de l'air. A l'intérieur du vase 14 une bille 20 flotte sur le mercure et bouche le tube 15 lorsque le niveau de ce liquide monte.



   Du réservoir 16 partent une série de tubes tels que 17 dont les orifices aboutissent au voisinage du centre du disque 6. Ces tubes 17, dont le nombre peut tre variable, sont répartis autour du réservoir 16 (fig. 2).



  Leurs diamètres sont inégaux, le tube 17a le plus proche du tube 15 c'est-à-dire de la communication avec le réservoir 5 a le diamètre le plus petit et les autres tubes 17b, 17c ont des diamètres de plus en plus grand au fur et à mesure de leur éloignement de cette communication.



   Ce réservoir 5 est équipé d'un indicateur de niveau 23 et d'un tube de Pitot 24 qui permet, après un étalonnage préalable, de connaître le débit d'air traversant l'ensemble filtre 9-disque 6 et de contrôler le fonctionnement du dispositif. Un orifice 22 percé dans sa paroi supérieure 25 est fermé pendant le prélèvement permet l'introduction de l'huile.



   La perte de charge devant tre maintenue à une valeur déterminée pendant toute la durée du prélèvement, le volume d'air emprisonné dans l'ampoule 19   et    la dénivellation de mercure sont choisis de telle façon que, pour cette perte de charge ou perte de charge de fonctionnement, la pression de l'air emprisonné dans l'ampoule 19 soit légèrement supérieure à la pression régnant dans la chambre cylindrique 4 et le réservoir annulaire 5 à laquelle s'ajoute la pression créée par la dénivellation de mercure. La pression de l'huile contenue dans le réservoir annulaire 5 est négligeable.



  Lorsque cette perte de charge recherchée est atteinte la bille 20 obstrue l'entrée de la canalisation 15.



   Le fonctionnement est alors le suivant:
 Au moment de la mise en marche de la pompe 1 avec un filtre 9 vierge, la perte de charge qui est due à ce seul filtre est inférieure à la perte de charge de fonctionnement et par conséquent la pression régnant dans la chambre 4 et le réservoir annulaire 5 est supérieure à la pression correspondant à cette perte de charge de fonctionnement, ce qui a pour effet de faire descendre légèrement le niveau bille-mercure dans le vase 14 et d'ouvrir la canalisation 15. L'huile contenue dans le réservoir 5 s'écoule alors lentement par la canalisation 13 dans la partie supérieure du vase d'expansion 14, pénètre dans le tube 15 et de là dans le réservoir inférieur 16, puis coule sur le disque 6 de bronze fritté par les tubes 17.

   L'huile imprègne alors la totalité du disque en raison du phénomène de capillarité et augmente ainsi la résistance au passage de l'air et par conséquent la perte de charge au travers de l'ensemble filtre-disque de bronze fritté. Aucune goutte de liquide ne risque toutefois d'atteindre le filtre.



   Au fur et à mesure de cette augmentation de la perte de charge, la pression baisse légèrement dans la chambre 4 et le réservoir annulaire 5. Le niveau billemercure remonte et la bille 20 réduit l'écoulement d'huile par la canalisation 15 puis l'arrte au moment où la pression dans la chambre 4 correspond à   l'équi-    libre dans le vase d'expansion 14, c'est-à-dire au mo  ment où la perte de charge totale du dispositif a atteint la valeur de fonctionnement.



   L'aspiration continuant, des dépôts de poussières se formant peu à peu sur le filtre et la perte de charge dans celui-ci augmente tandis que le disque est soumis à un assèchement relativement rapide par le courant gazeux, ce qui tend à diminuer la perte de charge qui lui est due. Toutefois cette diminution est constamment compensée par l'arrivée de liquide visqueux. En effet, dès que la perte de charge dans le disque 6 tombe audessous de la valeur désirée, la pression dans la chambre 4 augmente et provoque l'ouverture de la canalisation 15, c'est-à-dire une arrivée de liquide d'imprégnation. Si au contraire cette imprégnation devient trop importante par exemple par suite d'une augmentation brusque du colmatage du filtre 9, la pression baisse dans la chambre 4 et la bille 20 remonte afin de fermer la canalisation 15.



   Le phénomène de colmatage se produit généralement suffisamment lentement et le réglage de la perte de charge et par conséquent du débit d'air est réalisé d'une manière satisfaisante. Cette régulation de la perte de charge se fait d'ailleurs quelle que soit la cause entraînant une variation de perte de charge: colmatage progressif du filtre, modification des conditions atmosphériques ou autres.



   L'analyse du filtre donne ainsi la moyenne exacte de la radioactivité ayant réellement existé pendant le prélèvement au lieu considéré. En effet le débit de l'air aspiré reste constant et les volumes gazeux prélevés pendant chaque unité de temps sont égaux.



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de prélèvement d'aérosols par aspiration au travers d'un filtre collecteur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer le courant gazeux ayant traversé le filtre à travers un organe poreux et à faire varier la porosité de cet organe de façon à maintenir à une valeur constante la somme de pertes de charge dues au filtre et audit organe poreux.
  

Claims (1)

1. Il. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant une pompe reliée par une canalisation à un filtre collecteur, caractérisé en ce qu'il comporte un disque en une matière poreuse monté en aval du filtre, un réservoir de liquide visqueux, au moins un tube distributeur d'amenée de ce liquide à proximité du centre du disque et des moyens de réglage de l'arrivée de ce liquide soumis à la pression en aval du filtre et de la perte de charge totale dans le dispositif.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer le courant gazeux ayant traversé le filtre à travers un disque poreux et pendant ce passage à imprégner ce disque d'un liquide visqueux en quantité telle que la somme des pertes de charges dues au filtre et au disque ait une valeur déterminée, puis à réduire la quantité de liquide d'imprégnation du disque au fur et à mesure de l'augmentation de la perte de charge dans le filtre et à maintenir la somme de ces pertes de charge à ladite valeur prédéterminée.

   2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'imprégnation de l'organe poreux varie en fonction de la pression en aval du filtre.

   3. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le liquide est de l'huile.

   4. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir auxiliaire relié au réservoir principal par une vanne soumise à la pression en aval du filtre et des tubes distributeurs reliant ce réservoir auxiliaire au disque.

   5. Dispositif suivant la revendication II et la sousrevendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des orifices de communication entre l'espace en aval du filtre et le réservoir de liquide, au-dessus du niveau de celui-ci.

   6. Dispositif suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que les tubes distributeurs ont des diamètres variables, augmentant progressivement au fur et à mesure de leur éloignement de l'arrivée du liquide dans le réservoir auxiliaire.

   7. Dispositif suivant la revendication II et la sousrevendication 4, caractérisé en ce que la canalisation d'aspiration est fixée sur une chambre cylindrique fermée par le filtre et le disque et entourée par deux réservoirs annulaires et que les tubes distributeurs sont disposés radialement.

   8. Dispositif suivant la revendication II, caractérisé en ce que le disque est en bronze fritté.