<B>Procédé de</B> purification <B>d'un gaz</B> inerte <B>et</B> appareil <B>pour sa mise en</B> aeuvre La présente invention comprend un procédé de puri fication d'un gaz inerte, tel que l'argon ou l'hélium, con tenant de l'humidité, de l'oxygène, de l'hydrogène, de l'azote, des hydrocarbures ou tout mélange de ces sub stances en tant qu'impuretés, et un appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Le procédé que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'on fait passer le gaz à travers une chambre contenant de l'uranium épuisé, de manière à amener le gaz en contact intime avec l'uranium à une température comprise entre 200 et 12000 C. Bien qu'il soit possible de faire passer le gaz à travers des zones de captage suc cessives à des températures progressivement plus élevées pour éliminer les impuretés qui peuvent être absorbées à des températures relativement basses avant que le gaz n'atteigne les zones de température plus élevée, on a trouvé qu'il est préférable que le gaz passe à travers des zones de captage plus froides après qu'il a passé à tra vers la zone de captage à la plus haute température.
Dans chaque cas, l'utilisation d'une succession de zones de captage fonctionnant dans des domaines de tempéra tures différents permet d'éliminer toutes les impuretés en un seul passage du gaz inerte à travers l'appareil.
La figure unique du dessin annexé représente en coupe, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'ap pareil que comprend l'invention.
L'appareil représenté comprend un tuyau 1 à travers lequel le gaz à traiter entre dans l'appareil, le gaz pas sant ensuite à travers une série de passages concen triques formés par des écrans cylindriques concentriques 2 formant des chicanes, montés les uns dans les autres et séparés par d'étroits espaces.
Ainsi, le gaz passe vers le haut à travers l'espace entre l'écran 2 le plus extérieur et une enveloppe externe 3, puis vers le bas à travers l'espace entre cet écran extérieur et l'écran suivant, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il arrive à l'extrémité supé rieure de l'espace entre l'écran le plus intérieur et la paroi d'une enveloppe cylindrique interne 4 qui sépare l'espace contenant les écrans 2 d'un espace interne 5 qui contient des corps de chauffe 6 à résistance électrique supportés dans des passages tubulaires 7 ménagés dans des blocs isolants réfractaires 8 logés dans l'espace 5.
Cet espace 5 est formé entre l'enveloppe interne et une chambre centrale 10 dont la paroi est faite d'une matière réfractaire et qui contient une masse d'uranium épuisé.
En arrrivant à l'extrémité supérieure de l'espace en tre l'écran 2 le plus intérieur et la paroi de l'enveloppe 4, le gaz passe vers l'intérieur à travers des ouvertures 11, puis vers le bas à travers l'espace 5 contenant les corps de chauffe. Les blocs isolants 8 sont disposés de manière à remplir pratiquement complètement l'espace 5. Le gaz est ainsi forcé de s'écouler à travers les passages 7 où il vient en contact intime avec les corps de chauffe 6. Après avoir été fortement chauffé, le gaz entre dans la chambre centrale 10 et s'écoule vers le haut à travers la couche d'uranium épuisé qui s'y trouve.
Le gaz s'échappe finalement de la chambre à travers une ouver ture 12 à la partie supérieure de la chambre, d'où il passe à travers une chambre de refroidissement 13 con tenant un serpentin échangeur de chaleur refroidi par eau, avant de sortir par un orifice de sortie 14. L'extré mité supérieure de l'appareil est refroidie en outre par une chemise d'eau 15 à travers laquelle circule de l'eau de refroidissement. La chemise 15 entoure l'extrémité supérieure de la chambre 10 mais présente un diamètre légèrement supérieur afin de former un espace 16 entre la chemise et l'extrémité supérieure de la chambre 10 qui modère le taux de transfert de chaleur à partir de la chambre centrale vers la chemise.
Un serpentin de refroi dissement externe 17 est monté à l'extérieur de l'enve loppe externe 3 pour contribuer à maintenir froide cette enveloppe externe.
Pour régler la température de la couche de captage, un élément thermosensible 18, qui peut être un élément bimétallique du type tube et tige, est inséré à travers un trou percé dans le fond de la chambre 10, dans un man chon tubulaire 19 monté clans ce but à l'intérieur de la couche de captage.
En fonctionnement, le corps principal de la couche clé captage est chauffé à la température requise, par exemple 850 C, sous la commande de l'élément thermo sensible 18 et le gaz à traiter est pompé à travers l'appa reil de façon à entrer par le tuyau 1 et à sortir par l'ori fice de sortie 14.
Le gaz est préchauffé avant d'entrer dans la cham bre 10 par transfert de chaleur à travers la paroi de l'en veloppe interne 4 et de là à travers les couches succes sives du gaz dans les passages concentriques dans l'espace 5 jusqu'à l'enveloppe externe.
Les passages concentriques dans l'espace 5 à travers lesquels le gaz entre dans l'appareil préchauffant le gaz avant qu'il entre dans l'enveloppe 4 et minimisent la perte de chaleur en disposant entre l'espace 5 et la paroi externe de l'enveloppe des couches successives de gaz dont chacune reçoit de la chaleur de la couche voisine plus interne par conduction à travers l'un des écrans 2 et ramène la chaleur à la couche voisine la plus interne en s'écoulant dans celle-ci.
Avec l'aide de la chemise d'eau 15, l'appareil fonc tionne de telle manière que la température dans l'inté rieur de la chambre 10 tombe progressivement vers l'ex trémité supérieure clé la chambre, de sorte que le gaz passe à travers clef zones clé captage plus froides après qu'il a passé à travers la zone de captage à la tempéra ture la plus haute. La température de la couche de cap tage peut être comprise dans un domaine allant de 850e C dans sa partie la plus chaude à 200 C à son extrémité supérieure.
La présence de zones de captage successives fonc tionnant à clés températures différentes permet d'éli miner des impuretés qui demandent pour leur retrait des températures différentes, en un seul passage du gaz inerte à travers l'appareil. En particulier, il est possible d'élimi ner l'hydrogène qui ne peut être éliminé d'un gaz à des températures supérieures à 4000 C dans une zone relati vement froide (par exemple de 400 à 2000 C), tandis que des impuretés telles que le gaz carbonique, l'oxygène et l'azote sont éliminées principalement dans la zone la plus chaude où la température est trop haute pour éviter l'absorption de l'hydrogène.
Le procédé décrit est particulièrement avantageux pour un circuit fermé afin de maintenir une atmosphère présentant un degré déterminé de pureté dans une cham bre de travail, en retirant continuellement l'argon ou l'hélium de la chambre, en le purifiant par passage à travers l'appareil et en le ramenant dans la chambre de travail. Celle-ci peut être utilisée pour effectuer une opération qui requiert une atmosphère d'argon ou d'hé lium et qui produit des impuretés capables de conta miner cette atmosphère.
Bien que le procédé décrit soit destiné en premier lieu à la purification de l'argon ou de l'hélium par éli mination de l'humidité, de l'oxygène, de l'hydrogène, de l'azote ou des hydrocarbures présents comme impuretés dans l'un ou l'autre gaz, il peut être utilisé aussi pour la purification clé l'argon, de l'hélium, du néon, du krypton ou de mélange quelconques de ces gaz. L'uranium épuisé est un produit de déchet des réac teurs atomiques. Son avantage principal sur les capteurs actuellement en usage dans ce but est d'être à la fois bon marché et facilement disponible.
Le gaz d'entrée a un effet de refroidissement consi dérable sur les corps de chauffe 6. Pour protéger ces derniers, un courant de gaz inerte peut être pompé à travers l'appareil chaque fois que les corps de chauffe sont enclenchés, le gaz étant refroidi au moyen d'un échangeur de chaleur et remis en circulation à travers l'appareil aussi longtemps qu'il est nécessaire.