Pompe à mercure automatique

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Submitted on 1 Jan 1914

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M. Klein

To cite this version:

M. Klein. Pompe à mercure automatique. J. Phys. Theor. Appl., 1914, 4 (1), pp.293-298.

�10.1051/jphystap:019140040029300�. �jpa-00241897�

POMPE A MERCURE AUTOMATIQUE :

Par M. KLEIN.

Cette pompe ^{à mercure est} actionnéepar ^une trompe ^{à eau servant}

à la fois de machine à vide préliminaire ^et de machine motrice.

Il a été décrit ici même (4 ) ^un appareil analogue, ^{mais sa construc-}

tion était délicate. Le nouvel appareil, qui ^{nous a été} demandé par M. Pilon et qui ^a été exécuté par lui, ^est d’une construction beau- coup plus pratique ^{tout en} ayant des dimensions encore plus petites

et une plus grande vitesse de fonctionnement. Il est assez différent de l’ancien pour ^être considéré comme nouveau.

Description.

^En principe, l’appareil comporte, ^{comme les an-}

ciennes pompes ^à remontage ^{à la} main, ^une boule-pompe ^{etun réci-} pient ^{à mercure.} Mais, ^au lieu que les gaz soient ^évacués directement dans l’atmosphère, ^{ils sont évacués dans une} canalisation reliée à

une trompe ^{à eau et, au} lieu que les déplacements ^{du mercure soient} produits par les déplacements ^du récipient, ^{ils sont} produits par le fait que ^ce dernier est mis en communication alternativement et

automatiquement ^avec l’atmosphère ^{et avec la} trompe ^{à eau} par le

jeu ^d’un dispositif convenable.

Parmi les difficultés qui ^se présentent ^dans la réalisation d’un

appareil ^{de cette nature, il} y ^{en a} deux principales : ^le point ^{mort du} dispositif d’inversion des communications et le coup de bélier ^au moment où la boule-pompe ^{achève de se} remplir ^{de mercure. On a} justement utilisé le coup de bélier pour franchir le point ^mort.

L’appareil ^se compose essentiellement d’un corps de ^verre d’une seule pièce ^fixé verticalement contre un support ^et représenté ^au simple ^{trait sur lia.} figure ^{1. La boule P est la} boule-pompe ^{et la boule}

M est le récipient ^{à mercure. Sur ce} corps de ^{verre se} fixent deux

pièces essentielles figurées ^en hachures : le dispositif inverseur, I,

et le dispositif d’aspiration ^et d’évacuation des gaz, ^A.

Dispositif inverseur.

Il a pour but ^{de mettre} le récipient ^{M en}

communication alternativement avec l’atmosphère ^{et avec la} trompe

à eau. Il se compose d’un flotteur ^{en verre, F} (fig. 2), ^{et d’une} pièce

(1) Voir ⁴⁶ série, ^t. IX, p. 4 i ; ^1910.

J. de Phys., ^5e série, ^{t. IV.} (Avril 1914.) ²⁰

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019140040029300

métallique, ^L, portée par ^un bouchon de caoutchouc, B. Le flotteur est muni d’une tige ^d’acier qui ^se termine par ^un cylindre, ^{m. La} pièce métallique ^est percée ^{de trois} canaux, a, b, ^{c. Le} premier, ^a,

sert de guide ^{à la} tige ^du flotteur. Le deuxième, b, communique ^avec l’atmosphère par le ^{trou o} quand leflotteur est soulevé. Le troisième

FIG. 1.

c,. communique constamment avec la trompe ^{à eau} par ^{un trou} percé

dans l’épaisseur du bouchon vis-à-vis d’une tubulure, t, du corps de verre. -,Sur la pièce métallique s’adapte ^à frottement dur un capuchon, C, ^{muni d’une vis} v, et d’un petit ^{orifice o. La vis} permet ^d’immobi-

liser le flotteur lorsqu’elle ^est suffisamment serrée. L’orifice permet

à l’air atmosphérique d’accéder, ^{avec une vitesse} raisonnable, ^dans

le récipient ^{M au moment} opportun.

Suivant que le flotteur ^est élevé ^ou abaissé au maximum, ^{la surface} supérieure du flotteur ou la surface inférieure du cylindre ^{n2 obture}

la communication avec la trompe ^à eau ou avec l’atmosphère (ces

surfaces sont recouvertes en r~ et d’ d’une lame de caoutchouc qui

assure l’étanchéité). Le flotteur se soulève brusquement lorsque ^le

niveau du ^mercure est tel que :

Poussée sur le flotteur

poids du flotteur = p), H étant la pression atmosphérique, p la pression ^{dans le} récipient

M. au moment oiz le flotteur s’élève, r le rayon de l’orifice _u, k un

coefficient légèrement supérieur ^à l’unité. Il s’abaisse brusquement lorsque ^{le niveau du mercure est tel} que :

Poids du flotteur -- poussée

p’ ^{étant la} pression ^{dans le} récipient ^{au moment où} le flotteur

s’abaisse, PI la pression ^{dans la} canalisation de la trompe ^{à eau et} r’ le rayon de l’orifice ^u’.

d’aspiration ^et d’lracuation _{des gaz.}

Il a pour but d’amener les gaz des récipients ^à vider dans la boule-pompe lorsque

le vide barométrique s’y produit ^et d’évacuer ensuite ces gaz dans la boule S (fig. 1), qui communique ^{avec la} trompe ^{à eau.}

Il se compose d’une prise ^{de vide, d’une} soupape d’évacuation ^et d’une soupape de ^retenue.

La prise ^{de vide, à} laquelle ^se relie °par ^un moyen quelconque ^le récipient ^à vider, ^{se fixe sur la boule S} par ^un rodage graissé (la graisse ^{n’a ici aucun} inconvénient, ^{car ses} vapeurs ^ne peuvent ^se répandre que dans la canalisation de la trompe ^{à eau et nullement}

à l’intérieur de la prise ^de vide). ^{Elle traverse} la boule S et se

termine à la partie inférieure de la boule-pompe.

La soupape d’évacuation ^{est une} légère pièce ^de nickel, ^e (fig. t), qui peut glisser ^{sur la} prise ^{de vide,} qu’elle ^{entoure, et} qui peut

obturer le sommet de la boule-pompe. Cette dernière se termine à l’intérieur de la boule S _par une partie ^{rodée à} plat (non graissée,

bien entendu), ^{et c’est sur cette} partie rodée que ^vient s’appliquer

la soupape. Un ^{ressort assure} le contact.

La soupape d’évacuation n’oppose qu’une faible résistance au pas- sage ^{du mercure de} bas en haut, parce qu’elle ^{se soulève dans ces}

conditions. Mais il n’en est pas de même ponr ^un parcours de ^sens

inverse, ^{car le} mercure ne peut ^alors passer que par l’espace ^annu-

laire assez étroit qui sépare la soupape de ^la prise ^{de vide.}

La soupape ^de retenue, f (fig. 1 ), ^{ferme la} partie inférieure de la

prise ^{de vide} lorsque ^{le mercure s’élève dans la} boule-pompe. ^{Elle a}

encore pour ^rôle ti’empécher l’air de refluer vers le récipient ^vidé

lorsqu’on ^arrête le fonctionnement de l’appareil. ^{Dans ce} but, ^elle

comporte ^une cupule qui ^reste remplie ^{de mercure et} qui ^forme joint hermétique ^sans intervention de graisse.

Fonctionnement. - Avant que l’on ^{ne mette} l’appareil ^{en marche,}

le mercure occupe ^{à son} intérieur le niveau nn’ (fin. 1), ^et le flotteur est soulevé. On serre la vis v de manière à abaisser le flotteur ^au maximum et l’on relie la tubulure t à la trompe ^{à eau. Dans ces con-} ditions, l’ensemble de l’appareil ^{et le} récipient ^{à vider} communiquent

sans obstacle avec la trompe ^{à eau.}

FIG. 2.

Quand ^la trompe ^{à eau a} sensiblemeut épuisé’son ^{action, on des-}

serre la vis v de manière à lihérer le flotteur, qui ^se soulève, ^{et. à} dégagerForince ^o (fig. 2). La boule M se trouvant alors en commu-

nication avec l’atmosphére, ^tandis que la boule-pompe ^P communique

par ^{S et t’t avec} la trompe ^{à eau, le mercure} quitte ^la premièrepour remplir ^{la seconde et se} déverser dans la boule S en soulevant la soupape d’évacuation.

Lorsque ^{le niveau du} liquide ^{est devenu assez bas dans} M, ^{le flot-}

teur s’abaisse en inversant les ?communications. ^{Il en résulte} que le

mercure descend dans la boule-pompe. La boule S n’a le temps ^dese vider qu’en partie. ^La boule-pompe ^reste ainsi fermée à sa partie snpérie ure par ^une couche de _mercure; il s’y produit le vide baro-

métrique ^et les gaz du récipient ^{à vider sont} aspirés.

Le niveau du mercure s’élevant dans il arrive ^un moment où le flotteur ^se soulève. Le mercure remplit ^{alors à nouveau la boule-}

pompe ^en chassant les gaz ^dans S, ^{d’où ils sont} aspirés par la trompe

à eau par i’t. La soupape de ^retenue empêche ^{le mercure de monter}

dans la prise ^{de vide.}

La force vive du mercure au moment du choc sur l’extrémité supé-

rieure de la boule-pompe ^est absorbée par la tension du ressort, ^{et il}

en résulte un violent courant liquide ^dans l’espace qui sépare ^{la sou-}

pape d’évacuation des parois ^{de la} boule-pompe.

En raison de la force vive du _mercure, son mouvement ne change

pas instantanément de ^sens quand ^le dispositif d’inversion agit. ^C’est

ce qui ^assure le passage ^du point ^{mort dont il a été} question ^{au début.}

Pour arrêter le fonctionnement, ^{il suffit} d’interrompre ^{la communi-}

cation avec la trompe ^{à eau. Le mercure} reprend ^{au bout de} quelques

instants son niveau primitif ^{nn’ et} la soupape de ^retenue maintient fermée l’extrémité de la prise ^{de vide.}

Vitesse de fonctionnement.

Pour avoir une vitesse de fonction- nement satisfaisante, ^il faut naturellement utiliser une bonne trompe

à eau. On peut d’ailleurs remplacer ^ce dernier instrument par ^une machine aspirante quelconque, ^pourvu qu’elle aspire ^assez rapide-

ment.

Avec une bonne trompe ^{à eau et une} pression d’eau d’environ 30

mètres, nous avons obtenu, ^{à raison de 26} pulsations ^{de 56 centi-}

mètres cubes par minute, ^la vitesse de raréfaction suivante pour ^un

récipient de 1 litre :

La vitesse de raréfaction n’est donc pas, ^{et on} devait s’y ^attendre

a priori, comparable ^à celle que réalise la pompe mécanique ^de

Gaëde. Mais il semble toutefois, d’après les nombres qui précèdent,

que ^cette vitesse soit ordinairement suffisante. Par ailleurs, l’appa-

reil présente quelques avantages qui peuvent paraître intéressants :

c’est, ^{à notre} connaissance, ^{et de} beaucoup, ^la plus petite, ^la plus légère ^{et la moins coûteuse} des pompes ^{à mercure} actuellement exis-

tantes ; elle fonctionne avec une petite quantité ^{de mercure, de l’ordre}

de 2 kilogrammes; ^{elle ne} comporte ⁿⁱ rodages graissés, ^{ni caout-}

chouc sur le circuit du vide élevé, ^et enfin elle ^se démonte et se

remonte entièrement en un tour de main, ^ce qui ^{rend son} nettoyage

très facile.

COMPTES RENDUS DE L’ACADÉMIE DES SCIENCES;

T. CLVIII, ^nos 1, 2, 3, 4; janvier ^1914.

ÉUILE BOREL. - Sur quelques problèmes ^de probabilité géométrique

et les hypothèses ^de discontinuité.

P. 27-29.

PIERRE WEISS. - Sur le champ moléculaire et I’action magnétisante de Maurain.

P. 29-32.

Les expériences ^de Maurain(4) entraînent, ^en admettant l’identité de l’action magnétisante ^{avec le} champ moléculaire et sous diverses

hypothèses précisées ^{dans la note,} que l’action éléinentaire varie suivant une puissance de la distance paraissant de l’ordre de 5,5.

Or M. Weiss avait déduit de l’étude du champ moléculaire des

alliages que ^cette puissance ^{était 6. Rien ne} s’oppose donc, ^dans

l’ordre de grandeur ^des phénomènes, ^{à ce} que ^ces deux actions si semblables soient identiques.

MARCEL BOLL et VICTOR HENRI. - Non-influence de l’oxygène

sur certaines réactions photochimiques. - ^{P. 32-3~.}

Études de l’influence de I’oxygène ^sur I’hydr°olyse ^{des acides} chloroplatiniques ^{et la} décomposition ^{de l’acide} oxalique ^en pré-

sence de nitrate d’uranyle. Contrairement à la théorie de Bodens-

(1) ^{J. cle 5e} série, ^t. l, p. 90, 1902.