WO2020164876A1 - Sonde de reniflage et détecteur de fuites - Google Patents

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WO2020164876A1
WO2020164876A1 PCT/EP2020/051541 EP2020051541W WO2020164876A1 WO 2020164876 A1 WO2020164876 A1 WO 2020164876A1 EP 2020051541 W EP2020051541 W EP 2020051541W WO 2020164876 A1 WO2020164876 A1 WO 2020164876A1
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WO
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filter
chamber
cavity
probe
retaining cavity
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/051541
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English (en)
Inventor
Julien COULOMB
Cyrille Nomine
Jean Charles MOUGIN
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum
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Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum filed Critical Pfeiffer Vacuum
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
    • G01M3/205—Accessories or associated equipment; Pump constructions

Definitions

  • the present invention relates to a sniffing probe for a leak detector for checking the tightness of an object to be tested by tracer gas.
  • the present invention also relates to a leak detector.
  • One known method for checking the tightness of an object is to perform a so-called tracer gas "sniffing" test.
  • a leak detector connected to a sniffer probe
  • the possible presence of tracer gas is investigated around an object to be tested filled with a generally pressurized tracer gas.
  • This method involves detecting the passage of tracer gas through any leaks from the test object.
  • the search for leaks is carried out by moving the end of the sniffer probe around the object to be tested, particularly in areas likely to have leaks, such as around seals.
  • the sniffer probe One of the important issues for the sniffer probe is to be able to resist dust. Indeed, during the research, the probe is constantly crossed by the surrounding air flow and this atmosphere can be polluted by particles or dust.
  • a filter is usually fitted in the probe tip, in series and upstream of an end restriction intended to limit the flow of aspirated gas.
  • filters of decreasing sizes are sometimes used in series, such as a sintered metal filter for coarse filtering, mounted upstream of a fine filter, for example made of felt fibers.
  • An object of the present invention is to provide an improved sniffing probe at least partially resolving at least one aforementioned drawback of the state of the art.
  • the invention relates to a sniffing probe for a leak detector for checking the tightness of an object to be tested by tracer gas, the sniffing probe comprising a tip comprising an inlet orifice and a outlet orifice, characterized in that the end piece comprises:
  • a retaining cavity having an opening facing the inlet port, a chamber communicating with the outlet orifice, the chamber possibly comprising a filtering cavity configured to receive a filter for filtering the gases pumped passing through the chamber,
  • the at least one side port provided in a side wall of the retaining cavity deflects the flow of pumped gas arriving in the axis of the inlet, past the retaining cavity. This sudden deviation of the gas flow is difficult to be followed by the particles or dust, in particular by the heaviest ones, which tend to continue their way straight into the retention cavity. It is therefore more difficult for heavy particles or dust to enter the downstream chamber. At the very least, particles can exit the containment cavity when the user turns over and taps the probe. It may even be possible to consider not using a filter.
  • the sniffer probe may further include one or more of the features which are described below, taken alone or in combination.
  • the nozzle comprises at least one channel connecting a lateral orifice of the retaining cavity to the chamber for the passage of the pumped gases.
  • the sniffer probe has an inlet duct interposed between the inlet port and the retaining cavity, the retaining cavity being wider than the inlet duct. This enlargement of the dimension of the passage of the gases causes a slowing down of the pumped gases, accelerated by the inlet duct. This slowing down promotes the entrainment of particles or dust in the retention cavity.
  • the at least one lateral orifice is formed in a shoulder of the retaining cavity located between the inlet duct of the sniffer probe and a bottom of the retaining cavity.
  • the side orifice is thus offset out of the field of the inlet duct, which helps to protect the at least one side orifice from particles or dust.
  • the retaining cavity and the chamber have side walls of generally cylindrical shape, the axes of which coincide.
  • the at least one lateral orifice is provided on the side of the opening of the retaining cavity. This makes it possible to optimize the storage capacity of the retention cavity.
  • the sniffing probe comprises between two and eight lateral orifices regularly distributed over the lateral wall of the retaining cavity.
  • the retaining cavity comprises retaining teeth oriented towards a bottom of the retaining cavity in order to retain dust or particles.
  • the tip is produced by additive manufacturing.
  • the realization by additive manufacturing of the tip offers several possibilities of achieving the geometry of the tip, for equivalent costs.
  • the sniffing probe comprises a filter received in the filtering cavity of the chamber to filter the gases pumped passing through the chamber.
  • the filtering cavity is configured to receive the filter while leaving a circumferential wall of the filter clear for filtering the pumped gases. This takes advantage of the circumference of the filter to filter the pumped gases, which results in longer filter life. Depending on the environment of use, it can be seen that the filter life increases by a factor of five.
  • the filter has, for example, a cylindrical circumferential wall and a conical head.
  • the chamber has a conical cavity configured to form a stop for a complementary head of the filter.
  • the filter fills the cross section of the filter cavity of the chamber.
  • Another object of the present invention is a sniffing probe for a leak detector, for checking the tightness of an object to be tested by tracer gas, the sniffing probe comprising a tip comprising:
  • a chamber communicating with the outlet orifice and the inlet orifice, and a filter received in a filtering cavity of the chamber for filtering the gases pumped through the chamber, characterized in that the filter cavity is configured to accommodate the filter leaving a circumferential wall of the filter open for filtering the pumped gases.
  • the filter has, for example, a cylindrical circumferential wall and a conical head.
  • the chamber filter cavity can be opened to the inlet port so that one end of the filter is in direct communication with the inlet port.
  • the chamber has a conical cavity configured to form a stop for the complementary head of the filter and the inlet orifice communicates with the filter cavity of the chamber through at least one lateral channel.
  • the tip can be made by additive manufacturing.
  • a subject of the invention is also a leak detector comprising a base unit comprising a pumping device and at least one gas analyzer characterized in that it comprises a sniffing probe as described above connected to the base unit .
  • FIG. 1 is a schematic representation of an example of a leak detector.
  • FIG. 2 shows a view partly in section and partly in perspective of one end of the sniffer probe according to a first exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of the end of the sniffer probe of Figure 2.
  • FIG. 4 shows a perspective view in transparency of a tip of the sniffer probe of Figure 2.
  • FIG. 5 shows a side view and in transparency of the tip of the figure
  • FIG. 6 shows a view similar to Figure 5 for an alternative embodiment of the tip.
  • FIG. 7 shows a view similar to Figure 5 for another variant embodiment of the tip.
  • FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of one end of a sniffer probe according to a second exemplary embodiment.
  • FIG. 9 shows a view similar to Figure 8 for an alternative embodiment of a tip of the sniffer probe.
  • FIG.10 shows a sectional view of the tip of Figure 9.
  • upstream is understood to mean an element which is placed before another with respect to the direction of flow of the gas.
  • downstream is understood to mean an element placed after another relative to the direction of circulation of the gas to be pumped.
  • Figure 1 shows an example of a leak detector 1 for checking the tightness of an object to be tested by tracer gas.
  • the leak detector 1 comprises a base unit 2 and a sniffer probe 3; 30 connected to the inlet 4 of the base unit 2, for example by a flexible pipe 5.
  • the base unit 2 comprises a pumping device 6 and at least one gas analyzer 7.
  • the pumping device 6 comprises a turbomolecular vacuum pump 8 and a primary vacuum pump 9 connected to the discharge of the turbomolecular vacuum pump 8 by a first pipe 10 provided with a first isolation valve 10a .
  • the input 4 of the base unit 2 communicates with an input of the turbomolecular vacuum pump 8.
  • the turbomolecular vacuum pump 8 There are for example several inputs available on the turbomolecular vacuum pump 8, each provided with a bleed valve 11a, 11 b, the inlets being connected to separate intermediate stages of the pump turbomolecular vacuum 8 so as to be able to adapt the sampling flow to the level of the leakage rate.
  • the at least one sampling valve 11a, 11b is connected to a bypass of a second pipe 12 arranged between the inlet 4 of the base unit 2 and the suction of the primary vacuum pump 9.
  • a second valve insulation 12a is connected to the second pipe 12 between, on the one hand, a branch connected to the at least one sampling valve 11a, 11b and to the inlet 4 and, on the other hand, a branch connected to the suction of the primary vacuum pump 9 and to the first isolation valve 10a.
  • the gas analyzer 7 is, for example, a mass spectrometer. It is connected to an inlet of the turbomolecular vacuum pump 8, for example to its suction or to a turbomolecular stage of the pump 8.
  • the gas at atmospheric pressure surrounding the object to be tested is sucked through the sniffer probe 3; 30.
  • a portion of the gas to be analyzed, possibly containing the tracer gas indicating a leak, is sampled by the gas analyzer 7.
  • the sniffing probe 3; 30 comprises a nozzle 14 comprising an inlet orifice 15 and an outlet orifice 16 located at the opposite end of the inlet orifice 15.
  • the axial dimension of the nozzle 14 is for example less than three centimeters.
  • the inlet port 15 forms a restriction for the entry of gases allowing them to be pumped at ambient pressure, that is to say at atmospheric pressure.
  • This inlet orifice 15 is for example circular and is for example located at the end of an inlet duct 17 of the sniffing probe 3, for example cylindrical and for example of the same diameter.
  • the tip 14 further includes a retaining cavity 18 having an opening facing the inlet port 15, and has a chamber 19 communicating with the outlet port 16.
  • the inlet port 15 and the retaining cavity 18 are aligned along the same axis A.
  • the inlet duct 17 is interposed between the inlet port 15 and the retaining cavity 18.
  • the chamber 19 is located downstream of the retaining cavity 18 in the direction of flow of the pumped gases.
  • the chamber 19 may include a filter cavity 19a configured to receive a filter 20 to filter the pumped gases passing through the chamber 19.
  • At least one side orifice 22 is formed in a side wall of the retaining cavity 18 to put the retaining cavity 18 in communication with the chamber 19.
  • the at least one side orifice 22 formed in a side wall of the retaining cavity 18 makes it possible to deflect the flow of pumped gases arriving in the axis A of the inlet orifice 15, in front of the retaining cavity 18. This sudden deflection of the gas flow is difficult to be followed by particles or dust, especially the heavier ones, which tend to continue their way straight into the retaining cavity 18. It is therefore more difficult for heavy particles or dust to enter chamber 19. Particles can, at a minimum, exit from retaining cavity 18 when the user returns and taps the sniffer probe 3.
  • the efficiency of the system may even make it possible to consider not using a filter.
  • the length of the retaining cavity 18 (in the axis A) is for example less than 1cm.
  • the sniffing probe 3 comprises between two and eight lateral orifices 22 regularly distributed over the lateral wall of the retaining cavity 18. In the example of FIGS. 2 to 6, there are thus four lateral orifices 22. spaced 90 ° from each other.
  • these lateral orifices 22 are connected by as many channels 21 to the chamber 19 which extend parallel to each other and to the axis A around the retaining cavity 18.
  • the retaining cavity 18 is wider than the inlet duct 17.
  • the cross section of the passage of the Retaining cavity 18 is greater than the passage cross section of the inlet duct 17.
  • the cross sections are the diameters. This widening of the dimension of the passage of the gases causes a slowing down of the pumped gases, which follows the prior acceleration through the inlet duct 17. This slowing down promotes the entrainment of particles or dust in the retaining cavity 18.
  • the at least one lateral orifice 22 is formed in a shoulder of the retaining cavity 18 located between the inlet duct 17 and a bottom of the retaining cavity 18.
  • the shoulder communicates with a bent portion. 21a of the channel 21 located upstream of a portion parallel to the cylindrical walls of the bottom of the retaining cavity.
  • the lateral orifice 22 is thus offset out of the field of the inlet duct 17, which favors the protection of at least one lateral orifice 22 from particles or dust.
  • the end piece 14 may include an outlet duct 23 interposed between the chamber 19 and the outlet port 16.
  • the outlet duct 23 comprises a fixing means, for example a thread, for the removable fixing of a part 24 of the sniffing probe 3 having a complementary fixing means, for example a thread, and in which is formed a passage 25 for the pumped gases. It is thus possible to easily access the filter 20 by removing the part 24, for example with a view to its replacement.
  • the chamber 19 is intended to be connected to the base unit 2 of the leak detector 1, for example via the outlet duct 23 then via the part 24 of the sniffing probe 3 then via the flexible pipe 5.
  • the filtering cavity 19a of the chamber 19 is configured to receive a filter 20 while leaving a circumferential wall of the filter 20 clear for filtering the pumped gases.
  • the filter cavity 19a is wider than the filter 20.
  • the cross section of the filter cavity 19a is greater than the cross section of the filter 20, the chamber 19 having an outlet complementary to a cross section of the filter 20.
  • the filter 20 has, for example, a cylindrical circumferential wall and a conical head.
  • the chamber 19 may have a conical cavity 19b configured to form a stop for the complementary head of the filter 20.
  • the axis A of the conical cavity 19b coincides with the axis A of the filter cavity 19a.
  • the filter fills the cross section of the filter cavity 19a. It is for example produced in the form of a pellet (thick disc). With this realization, one can see an increase of a factor of two to three in the life of the filter depending on the environments of use due to the structure of the nozzle.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment for which the retaining cavity 18 is received in the chamber 19.
  • the at least one lateral orifice 22 communicates directly with the chamber 19 (without channel 21).
  • FIG. 7 shows another variant embodiment for which the retaining cavity 18 comprises retaining teeth 27 oriented towards the bottom of the retaining cavity 18 in order to retain the dust or particles.
  • the retaining teeth 27 (or equivalent) are oriented towards the bottom to allow the entry of dust or particles and slow their exit.
  • the chamber 19 communicates with the outlet port 16 and the inlet port 15.
  • the pumped gases enter through the inlet port 15 to enter the chamber 19 where they are filtered before being discharged from the probe.
  • sniffer 30 to base unit 2 of leak detector 1.
  • the chamber 19 also has a filtering cavity 19a, for example cylindrical, configured to receive the filter 20 while leaving a circumferential wall of the filter 20 clear for filtering the pumped gases.
  • the filter cavity 19a of the chamber 19 is wider than the filter 20.
  • the cross section of the filter cavity 19a is greater than the cross section of the filter 20, the chamber 19 having an outlet complementary to a cross section of the filter. 20.
  • the circumference of the filter 20 is thus taken advantage of to filter the pumped gases, which makes it possible to obtain a longer service life of the filter 20. It is possible to obtain a longer lifetime of the filter 20. may see a fivefold increase in filter life depending on usage environments 20.
  • the filtering cavity 19a of the chamber 19 is open on the inlet port 15 so as to place one end of the filter 20 in direct communication with the inlet port 15 .
  • the chamber 19 has a conical cavity 19b, for example coaxial with the filtering cavity 19a, configured to form a stop for the complementary head of the filter 20.
  • the filter 20 is pushed by the end of the part 24 clamped in the nozzle 14 until the filter head 20 engages in the conical cavity 19b.
  • the inlet orifice 15 communicates with the filter cavity 19a of the chamber 19 via at least one side channel 31.
  • the sniffing probe 30 comprises, for example, between two and four regularly distributed lateral channels 31, such as three lateral channels 31 spaced at 120 °, connecting the inlet orifice 15 and the filter cavity 19a.
  • the end piece 14 may include an outlet duct 23 interposed between the chamber 19 and the outlet port 16.
  • the outlet duct 23 comprises a fixing means, for example an internal thread, for the removable fixing of a part 24 of the sniffing probe 30 having a complementary fixing means, for example a thread, and in which is formed a passage 25 for the pumped gases. It is thus possible to easily access the filter 20 by removing the part 24, for example with a view to its replacement.
  • the chamber 19 and the side channels 31 are formed in a one-piece body of the end piece 14 of the sniffing probe 3.
  • This one-piece body is for example produced by additive manufacturing.

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Abstract

L'invention concerne une sonde de reniflage (3) pour détecteur de fuites (1) pour le contrôle de l'étanchéité d'un objet à tester par gaz traceur, la sonde de reniflage (3) comportant un embout (14) comprenant un orifice d'entrée (15) et un orifice de sortie (16), caractérisée en ce que l'embout (14) comporte une cavité de retenue (18) ayant une ouverture située face à l'orifice d'entrée (15), une chambre (19) communiquant avec l'orifice de sortie (16), la chambre (19) étant configurée pour recevoir un filtre (20) pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre (19), et au moins un orifice latéral (22) ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue (18) pour mettre en communication la cavité de retenue (18) avec la chambre (19). La présente invention concerne également un détecteur de fuites.

Description

Description
Titre : Sonde de reniflage et détecteur de fuites
La présente invention concerne une sonde de reniflage pour détecteur de fuites pour le contrôle de l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur. La présente invention concerne également un détecteur de fuites.
Une méthode connue pour contrôler l’étanchéité d’un objet consiste à réaliser un test dit « de reniflage » de gaz traceur. On recherche à l’aide d’un détecteur de fuites relié à une sonde de reniflage la présence éventuelle du gaz traceur autour d’un objet à tester rempli avec un gaz traceur généralement pressurisé. Cette méthode fait appel à la détection du passage du gaz traceur à travers les éventuelles fuites de l’objet à tester. La recherche de fuites est réalisée en déplaçant l’extrémité de la sonde de reniflage autour de l’objet à tester, notamment au niveau des zones susceptibles de présenter des faiblesses d’étanchéité, comme par exemple autour des joints d’étanchéité.
Un des enjeux important pour la sonde de reniflage est de pouvoir résister aux poussières. En effet, au cours de la recherche, la sonde est constamment traversée par le flux d’air environnant et cette atmosphère peut être polluée par des particules ou poussières.
Pour éviter de boucher la sonde de reniflage ou la canalisation la reliant au détecteur, un filtre est généralement monté dans l’embout de la sonde, en série et en amont d’une restriction d’extrémité destinée à limiter le flux de gaz aspiré. Plusieurs filtres de tailles décroissantes sont parfois utilisés en série, tels qu’un filtre en métal fritté pour un filtrage grossier, monté en amont d’un filtre fin par exemple en fibres de feutre.
On constate cependant dans les environnements de forte concentration de poussières ou particules, un encrassement assez rapide du filtre en utilisation, nécessitant une intervention de maintenance relativement fréquente sur la sonde de reniflage.
Un but de la présente invention est de proposer une sonde de reniflage améliorée résolvant au moins partiellement au moins un inconvénient précité de l’état de la technique.
A cet effet, l’invention a pour objet une sonde de reniflage pour détecteur de fuites pour le contrôle de l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur, la sonde de reniflage comportant un embout comprenant un orifice d’entrée et un orifice de sortie, caractérisée en ce que l’embout comporte :
une cavité de retenue ayant une ouverture située face à l’orifice d’entrée, une chambre communiquant avec l’orifice de sortie, la chambre pouvant comporter une cavité filtrante configurée pour recevoir un filtre pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre,
au moins un orifice latéral ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue pour mettre en communication la cavité de retenue avec la chambre.
Le au moins un orifice latéral ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue permet de dévier le flux de gaz pompé arrivant dans l’axe de l’orifice d’entrée, devant la cavité de retenue. Cette brusque déviation du flux de gaz a du mal à être suivie par les particules ou poussières, notamment par les plus lourdes, qui ont tendance à continuer leur chemin tout droit dans la cavité de retenue. Il est donc plus difficile pour les particules ou poussières lourdes de pénétrer dans la chambre située en aval. Les particules peuvent, tout au moins, ressortir de la cavité de retenue lorsque l’utilisateur retourne et tapote sur la sonde. Il peut même être possible d’envisager de ne pas utiliser de filtre.
La sonde de reniflage peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prise seule ou en combinaison.
Selon un exemple de réalisation, l’embout comporte au moins un canal reliant un orifice latéral de la cavité de retenue à la chambre pour le passage des gaz pompés.
Selon un exemple de réalisation, la sonde de reniflage comporte un conduit d’entrée interposé entre l’orifice d’entrée et la cavité de retenue, la cavité de retenue étant plus large que le conduit d’entrée. Cet élargissement de la dimension de passage des gaz provoque un ralentissement des gaz pompés, accélérés par le conduit d’entrée. Ce ralentissement favorise l’entrainement des particules ou poussières dans la cavité de retenue.
Selon un exemple de réalisation, le au moins un orifice latéral est formé dans un épaulement de la cavité de retenue situé entre le conduit d’entrée de la sonde de reniflage et un fond de la cavité de retenue. L’orifice latéral est ainsi déporté hors du champ du conduit d’entrée, ce qui favorise la protection du au moins un orifice latéral des particules ou poussières.
Selon un exemple de réalisation, la cavité de retenue et la chambre présentent des parois latérales de forme générale cylindrique dont les axes sont confondus. Selon un exemple de réalisation, le au moins un orifice latéral est ménagé du côté de l’ouverture de la cavité de retenue. Cela permet d’optimiser la capacité de stockage de la cavité de retenue.
Selon un exemple de réalisation, la sonde de reniflage comporte entre deux et huit orifices latéraux régulièrement répartis sur la paroi latérale de la cavité de retenue.
Selon un exemple de réalisation, la cavité de retenue comporte des dents de retenue orientées vers un fond de la cavité de retenue pour retenir les poussières ou particules.
Selon un exemple de réalisation, l’embout est réalisé par fabrication additive. La réalisation par fabrication additive de l’embout offre plusieurs possibilités de réalisation de la géométrie de l’embout, pour des coûts équivalents.
Selon un exemple de réalisation, la sonde de reniflage comporte un filtre reçu dans la cavité filtrante de la chambre pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre.
Selon un exemple de réalisation, la cavité filtrante est configurée pour accueillir le filtre en laissant une paroi circonférentielle du filtre dégagée pour le filtrage des gaz pompés. On profite ainsi de la circonférence du filtre pour filtrer les gaz pompés, ce qui permet d’obtenir une durée de vie plus importante du filtre. On peut constater, en fonction des environnements d’utilisation, une augmentation d’un facteur cinq de la durée de vie du filtre.
Le filtre présente par exemple une paroi circonférentielle cylindrique et une tête conique.
Selon un exemple de réalisation, la chambre présente une cavité conique configurée pour former une butée pour une tête complémentaire du filtre.
Selon un autre exemple de réalisation, le filtre remplit la section transversale de la cavité filtrante de la chambre.
Un autre objet de la présente invention est une sonde de reniflage pour détecteur de fuites, pour le contrôle de l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur, la sonde de reniflage comportant un embout comprenant :
un orifice d’entrée et un orifice de sortie,
une chambre communiquant avec l’orifice de sortie et l’orifice d’entrée, et un filtre reçu dans une cavité filtrante de la chambre pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre, caractérisée en ce que la cavité filtrante est configurée pour accueillir le filtre en laissant une paroi circonférentielle du filtre dégagée pour le filtrage des gaz pompés.
On profite ainsi de la circonférence du filtre pour filtrer des gaz pompés, ce qui permet d’obtenir une durée de vie plus importante du filtre. On peut constater, en fonction des environnements d’utilisation, une augmentation d’un facteur cinq de la durée de vie du filtre.
Le filtre présente par exemple une paroi circonférentielle cylindrique et une tête conique.
La cavité filtrante de la chambre peut être ouverte sur l’orifice d’entrée de manière à mettre une extrémité du filtre en communication directe avec l’orifice d’entrée.
Selon un autre exemple, la chambre présente une cavité conique configurée pour former une butée pour la tête complémentaire du filtre et l’orifice d’entrée communique avec la cavité filtrante de la chambre par au moins un canal latéral.
L’embout peut être réalisé par fabrication additive.
L’invention a aussi pour objet un détecteur de fuites comportant une unité de base comprenant un dispositif de pompage et au moins un analyseur de gaz caractérisé en ce qu’il comporte une sonde de reniflage telle que décrite précédemment reliée à l’unité de base.
Présentation des dessins
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l’invention, mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] est une représentation schématique d’un exemple de détecteur de fuites.
[Fig. 2] montre une vue en partie en coupe et en partie en perspective d’une extrémité de la sonde de reniflage selon un premier exemple de réalisation.
[Fig. 3] montre une vue en coupe longitudinale de l’extrémité de la sonde de reniflage de la Figure 2.
[Fig. 4] montre une vue en perspective et en transparence d’un embout de la sonde de reniflage de la figure 2.
[Fig. 5] montre une vue de côté et en transparence de l’embout de la figure
4. [Fig. 6] montre une vue similaire à la figure 5 pour une variante de réalisation de l’embout.
[Fig. 7] montre une vue similaire à la figure 5 pour une autre variante de réalisation de l’embout.
[Fig. 8] montre une vue en coupe longitudinale d’une extrémité d’une sonde de reniflage selon un deuxième exemple de réalisation.
[Fig. 9] montre une vue similaire à la figure 8 pour une variante de réalisation d’un embout de la sonde de reniflage.
[Fig.10] montre une vue en coupe de l’embout de la figure 9.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du gaz. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper.
La figure 1 représente un exemple de détecteur de fuites 1 pour le contrôle de l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur.
Le détecteur de fuites 1 comporte une unité de base 2 et une sonde de reniflage 3 ; 30 reliée à l’entrée 4 de l’unité de base 2, par exemple par un tuyau flexible 5.
Selon un exemple de réalisation, l’unité de base 2 comporte un dispositif de pompage 6 et au moins un analyseur de gaz 7.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif de pompage 6 comporte une pompe à vide turbomoléculaire 8 et une pompe à vide primaire 9 raccordée au refoulement de la pompe à vide turbomoléculaire 8 par une première canalisation 10 munie d’une première vanne d’isolation 10a.
L’entrée 4 de l’unité de base 2 communique avec une entrée de la pompe à vide turbomoléculaire 8. Il y a par exemple plusieurs entrées disponibles sur la pompe à vide turbomoléculaire 8, chacune munie d’une vanne de prélèvement 11a, 11 b, les entrées étant raccordées à des étages intermédiaires distincts de la pompe à vide turbomoléculaire 8 de manière à pouvoir adapter le flux de prélèvement au niveau du taux de fuites.
La au moins une vanne de prélèvement 11a, 11 b est raccordée sur une dérivation d’une deuxième canalisation 12 agencée entre l’entrée 4 de l’unité de base 2 et l’aspiration de la pompe à vide primaire 9. Une deuxième vanne d’isolation 12a est raccordée sur la deuxième canalisation 12 entre d’une part, une branche raccordée à la au moins une vanne de prélèvement 11a, 11b et à l’entrée 4 et d’autre part, une branche raccordée à l’aspiration de la pompe à vide primaire 9 et à la première vanne d’isolation 10a.
L’analyseur de gaz 7 est par exemple un spectromètre de masse. Il est relié à une entrée de la pompe à vide turbomoléculaire 8, par exemple à son aspiration ou à un étage turbomoléculaire de la pompe 8.
La sonde de reniflage 3 ; 30 est reliée à l’entrée 4 de l’unité de base 2 du détecteur de fuites 1 pour contrôler l’étanchéité d’un objet à tester par déplacement autour d’un objet à tester dont l’atmosphère interne contient du gaz traceur.
En fonctionnement, le gaz à pression atmosphérique environnant l’objet à tester est aspiré à travers la sonde de reniflage 3 ; 30. Une partie des gaz à analyser, contenant éventuellement le gaz traceur révélateur d’une fuite, est échantillonnée par l’analyseur de gaz 7.
Mieux visible sur les figures 2 à 10, la sonde de reniflage 3 ; 30 comporte un embout 14 comprenant un orifice d’entrée 15 et un orifice de sortie 16 situé à l’extrémité opposée de l’orifice d’entrée 15. A titre illustratif, la dimension axiale de l’embout 14 est par exemple inférieure à trois centimètres.
L’orifice d’entrée 15 forme une restriction pour l’entrée des gaz permettant le pompage de ceux-ci à pression ambiante, c’est-à-dire à pression atmosphérique. Cet orifice d’entrée 15 est par exemple circulaire et est par exemple situé à l’extrémité d’un conduit d’entrée 17 de la sonde de reniflage 3, par exemple cylindrique et par exemple de même diamètre.
L’embout 14 comporte en outre une cavité de retenue 18 ayant une ouverture située face à l’orifice d’entrée 15, et comporte une chambre 19 communiquant avec l’orifice de sortie 16.
L’orifice d’entrée 15 et la cavité de retenue 18 sont alignés selon le même axe A. Le conduit d’entrée 17 est interposé entre l’orifice d’entrée 15 et la cavité de retenue 18.
La chambre 19 est située en aval de la cavité de retenue 18 dans le sens d’écoulement des gaz pompés. La chambre 19 peut comporter une cavité filtrante 19a configurée pour recevoir un filtre 20 pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre 19.
Au moins un orifice latéral 22 est ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue 18 pour mettre en communication la cavité de retenue 18 avec la chambre 19.
Selon un exemple de réalisation, l’embout 14 comporte au moins un canal 21 reliant un orifice latéral 22 de la cavité de retenue 18 à la chambre 19 pour le passage des gaz pompés (Figures 4 et 5).
Les gaz pompés entrent par l’orifice d’entrée 15 puis passent par le au moins un orifice latéral 22 et le canal 21 pour entrer dans la chambre 19 où ils peuvent être filtrés avant d’être évacués de la sonde de reniflage 3 vers l’unité de base 2.
Le au moins un orifice latéral 22 ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue 18 permet de dévier le flux de gaz pompés arrivant dans l’axe A de l’orifice d’entrée 15, devant la cavité de retenue 18. Cette brusque déviation du flux de gaz a du mal à être suivie par les particules ou poussières, notamment par les plus lourdes, qui ont tendance à continuer leur chemin tout droit dans la cavité de retenue 18. Il est donc plus difficile pour les particules ou poussières lourdes de pénétrer dans la chambre 19. Les particules peuvent, à tout le moins, ressortir de la cavité de retenue 18 lorsque l’utilisateur retourne et tapote sur la sonde de reniflage 3.
L’efficacité du système peut même permettre d’envisager de ne pas utiliser de filtre.
La longueur de la cavité de retenue 18 (dans l’axe A) est par exemple inférieure à 1cm.
Le au moins un orifice latéral 22 est par exemple ménagé du côté de l’ouverture de la cavité de retenue 18, située du côté de l’orifice d’entrée 15. Cela permet d’optimiser la capacité de stockage de la cavité de retenue 18.
Selon un exemple de réalisation, la sonde de reniflage 3 comporte entre deux et huit orifices latéraux 22 régulièrement répartis sur la paroi latérale de la cavité de retenue 18. Dans l’exemple des figures 2 à 6, il y a ainsi quatre orifices latéraux 22 espacés de 90° les uns des autres.
Dans l’exemple, ces orifices latéraux 22 sont reliés par autant de canaux 21 à la chambre 19 qui s’étendent parallèlement entre eux et à l’axe A autour de la cavité de retenue 18.
Selon un exemple de réalisation, la cavité de retenue 18 est plus large que le conduit d’entrée 17. Ou autrement dit, la section transversale de passage de la cavité de retenue 18 est supérieure à la section transversale de passage du conduit d’entrée 17. Dans le cas d’une cavité de retenue 18 et d’un conduit d’entrée 17 présentant des parois latérales de forme générale cylindrique, les sections transversales sont les diamètres. Cet élargissement de la dimension de passage des gaz provoque un ralentissement des gaz pompés, qui fait suite à l’accélération préalable par le conduit d’entrée 17. Ce ralentissement favorise l’entrainement des particules ou poussières dans la cavité de retenue 18.
Selon un exemple de réalisation, le au moins un orifice latéral 22 est formé dans un épaulement de la cavité de retenue 18 situé entre le conduit d’entrée 17 et un fond de la cavité de retenue 18. L’épaulement communique avec une portion coudée 21a du canal 21 située en amont d’une portion parallèle aux parois cylindriques du fond de la cavité de retenue. L’orifice latéral 22 est ainsi déporté hors du champ du conduit d’entrée 17, ce qui favorise la protection du au moins un orifice latéral 22 des particules ou poussières.
L’embout 14 peut comporter un conduit de sortie 23 interposé entre la chambre 19 et l’orifice de sortie 16. Le conduit de sortie 23 comporte un moyen de fixation, par exemple un taraudage, pour la fixation amovible d’une pièce 24 de la sonde de reniflage 3 présentant un moyen de fixation complémentaire, par exemple un filetage, et dans laquelle est formée un passage 25 pour les gaz pompés. Il est ainsi possible d’accéder facilement au filtre 20 en retirant la pièce 24, par exemple en vue de son remplacement.
La chambre 19 est destinée à être reliée à l’unité de base 2 du détecteur de fuites 1 , par exemple via le conduit de sortie 23 puis via la pièce 24 de la sonde de reniflage 3 puis via le tuyau flexible 5.
Selon un exemple de réalisation visible sur les figures 2 à 10, la cavité filtrante 19a de la chambre 19 est configurée pour accueillir un filtre 20 en laissant une paroi circonférentielle du filtre 20 dégagée pour le filtrage des gaz pompés. Autrement dit, la cavité filtrante 19a est plus large que le filtre 20. La section transversale de la cavité filtrante 19a est supérieure à la section transversale du filtre 20, la chambre 19 ayant une sortie complémentaire à une section transversale du filtre 20. On profite ainsi de la circonférence du filtre 20 pour filtrer des gaz pompés, ce qui permet d’obtenir une durée de vie plus importante du filtre 20. On peut constater, en fonction des environnements d’utilisation, une augmentation d’un facteur cinq de la durée de vie du filtre 20.
Le filtre 20 présente par exemple une paroi circonférentielle cylindrique et une tête conique. La chambre 19 peut présenter une cavité conique 19b configurée pour former une butée pour la tête complémentaire du filtre 20. L’axe A de la cavité conique 19b est confondu avec l’axe A de la cavité filtrante 19a. Au montage, le filtre 20 est poussé par l’extrémité de la pièce 24 serrée dans l’embout 14 jusqu’à l’engagement de la tête du filtre 20 dans la cavité conique 19b.
Selon un autre exemple de réalisation, le filtre remplit la section transversale de la cavité filtrante 19a. Il est par exemple réalisé sous la forme d’une pastille (disque épais). Avec cette réalisation, on peut constater une augmentation d’un facteur deux à trois de la durée de vie du filtre en fonction des environnements d’utilisation du fait de la structure de l’embout.
Selon un exemple de réalisation, la cavité de retenue 18, la chambre 19 et les canaux 21 sont ménagés dans un corps monobloc de l’embout 14 de la sonde de reniflage 3. Ce corps monobloc est par exemple réalisé par fabrication additive. La réalisation par fabrication additive de l’embout 14 offre plusieurs possibilités de réalisation de la géométrie de l’embout 14, pour des coûts équivalents.
La figure 6 montre une variante de réalisation pour laquelle la cavité de retenue 18 est reçue dans la chambre 19. Le au moins un orifice latéral 22 communique directement avec la chambre 19 (sans canal 21).
La figure 7 montre une autre variante de réalisation pour laquelle la cavité de retenue 18 comporte des dents de retenue 27 orientées vers le fond de la cavité de retenue 18 pour retenir les poussières ou particules. Les dents de retenue 27 (ou équivalent) sont orientées vers le fond pour autoriser l’entrée des poussières ou particules et freiner leur sortie.
Les figures 8, 9 et 10 montrent une sonde de reniflage 30 pour détecteur de fuites 1 qui ne présente pas de cavité de retenue.
La chambre 19 communique avec l’orifice de sortie 16 et l’orifice d’entrée 15. Les gaz pompés entrent par l’orifice d’entrée 15 pour entrer dans la chambre 19 où ils sont filtrés avant d’être évacués de la sonde de reniflage 30 vers l’unité de base 2 du détecteur de fuites 1.
La chambre 19 présente en outre une cavité filtrante 19a, par exemple cylindrique, configurée pour accueillir le filtre 20 en laissant une paroi circonférentielle du filtre 20 dégagée pour le filtrage des gaz pompés. Autrement dit, la cavité filtrante 19a de la chambre 19 est plus large que le filtre 20. La section transversale de la cavité filtrante 19a est supérieure à la section transversale du filtre 20, la chambre 19 ayant une sortie complémentaire à une section transversale du filtre 20. On profite ainsi de la circonférence du filtre 20 pour filtrer des gaz pompés, ce qui permet d’obtenir une durée de vie plus importante du filtre 20. On peut constater, en fonction des environnements d’utilisation, une augmentation d’un facteur cinq de la durée de vie du filtre 20.
Selon un premier exemple de réalisation visible sur la figure 8, la cavité filtrante 19a de la chambre 19 est ouverte sur l’orifice d’entrée 15 de manière à mettre une extrémité du filtre 20 en communication directe avec l’orifice d’entrée 15.
Selon un deuxième exemple de réalisation visible sur les figures 9 et 10, la chambre 19 présente une cavité conique 19b, par exemple coaxiale à la cavité filtrante 19a, configurée pour former une butée pour la tête complémentaire du filtre 20. Au montage, le filtre 20 est poussé par l’extrémité de la pièce 24 serrée dans l’embout 14 jusqu’à l’engagement de la tête du filtre 20 dans la cavité conique 19b. Dans ce deuxième exemple, l’orifice d’entrée 15 communique avec la cavité filtrante 19a de la chambre 19 par au moins un canal latéral 31.
La sonde de reniflage 30 comporte par exemple entre deux et quatre canaux latéraux 31 régulièrement répartis, tel que trois canaux latéraux 31 espacés de 120°, reliant l’orifice d’entrée 15 et la cavité filtrante 19a.
Comme dans les modes de réalisation précédents, l’embout 14 peut comporter un conduit de sortie 23 interposé entre la chambre 19 et l’orifice de sortie 16. Le conduit de sortie 23 comporte un moyen de fixation, par exemple un taraudage, pour la fixation amovible d’une pièce 24 de la sonde de reniflage 30 présentant un moyen de fixation complémentaire, par exemple un filetage, et dans laquelle est formée un passage 25 pour les gaz pompés. Il est ainsi possible d’accéder facilement au filtre 20 en retirant la pièce 24, par exemple en vue de son remplacement.
Selon un exemple de réalisation, la chambre 19 et les canaux latéraux 31 sont ménagés dans un corps monobloc de l’embout 14 de la sonde de reniflage 3. Ce corps monobloc est par exemple réalisé par fabrication additive.

Claims

REVENDICATIONS
1. Sonde de reniflage (3) pour détecteur de fuites (1) pour le contrôle de
l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur, la sonde de reniflage (3) comportant un embout (14) comprenant un orifice d’entrée (15) et un orifice de sortie (16), caractérisée en ce que l’embout (14) comporte :
- une cavité de retenue (18) ayant une ouverture située face à l’orifice d’entrée (15),
- une chambre (19) communiquant avec l’orifice de sortie (16), et
- au moins un orifice latéral (22) ménagé dans une paroi latérale de la cavité de retenue (18) pour mettre en communication la cavité de retenue (18) avec la chambre (19).
2. Sonde de reniflage (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’embout (14) comporte au moins un canal (21) reliant un orifice latéral (22) de la cavité de retenue (18) à la chambre (19) pour le passage des gaz pompés.
3. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un conduit d’entrée (17) interposé entre l’orifice d’entrée (15) et la cavité de retenue (18), la cavité de retenue (18) étant plus large que le conduit d’entrée (17).
4. Sonde de reniflage (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le au moins un orifice latéral (22) est formé dans un épaulement de la cavité de retenue (18) situé entre le conduit d’entrée (17) de la sonde de reniflage (3) et un fond de la cavité de retenue (18).
5. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cavité de retenue (18) et la chambre (19) présentent des parois latérales de forme générale cylindrique dont les axes (A) sont confondus.
6. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le au moins un orifice latéral (22) est ménagé du côté de l’ouverture de la cavité de retenue (18).
7. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte entre deux et huit orifices latéraux (22) régulièrement répartis sur la paroi latérale de la cavité de retenue (18).
8. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cavité de retenue (18) comporte des dents de retenue (27) orientées vers un fond de la cavité de retenue (18) pour retenir les poussières ou particules.
9. Sonde de reniflage (3) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un filtre (20) reçu dans une cavité filtrante (19a) de la chambre (19) pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre (19).
10. Sonde de reniflage (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la cavité filtrante (19a) est configurée pour accueillir le filtre (20) en laissant une paroi circonférentielle du filtre (20) dégagée pour le filtrage des gaz pompés.
11. Sonde de reniflage (30) pour détecteur de fuites (1) pour le contrôle de
l’étanchéité d’un objet à tester par gaz traceur, la sonde de reniflage (3) comportant un embout (14) comprenant :
- un orifice d’entrée (15) et un orifice de sortie (16),
- une chambre (19) communiquant avec l’orifice de sortie (16) et
l’orifice d’entrée (15), et
- un filtre (20) reçu dans une cavité filtrante (19a) de la chambre (19) pour filtrer les gaz pompés traversant la chambre (19),
caractérisée en ce que la cavité filtrante (19a) est configurée pour accueillir le filtre (20) en laissant une paroi circonférentielle du filtre (20) dégagée pour le filtrage des gaz pompés.
12. Sonde de reniflage (30) selon la revendication 11 , caractérisée en ce que la cavité filtrante (19a) de la chambre (19) est ouverte sur l’orifice d’entrée (15) de manière à mettre une extrémité du filtre (20) en communication directe avec l’orifice d’entrée (15).
13. Sonde de reniflage (30) selon l’une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que la chambre (19) présente une cavité conique (19b) configurée pour former une butée pour la tête complémentaire du filtre (20), l’orifice d’entrée (15) communiquant avec la cavité filtrante (19a) de la chambre (19) par au moins un canal latéral (31).
14. Sonde de reniflage (3 ; 30) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’embout (14) est réalisé par fabrication additive.
15. Détecteur de fuites (1) comportant une unité de base (2) comprenant un dispositif de pompage (6) et au moins un analyseur de gaz (7) caractérisé en ce qu’il comporte une sonde de reniflage (3 ; 30) selon l’une des revendications précédentes reliée à l’unité de base (2).
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