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CREUSET A CHAUFFAGE ELECTRIQUE, NOTAMMENT POUR LINOTYPES. ,
La présente invention est relative aux -creusets à chauffage électrique, notamment ceux qui servent à fondre l'alliage d'imprimerie utilisé par les linotypes.
Les creusets de ce type actuellement connus ont des dimensions et une capacité relativement grandes ; les résistances électriques de chauffage sont soit plongées dans le creuset, soit appliquées extérieurement sur lui.
Ils présentent divers inconvénients.
Leur calorifugeage est difficile en raison de leurs grandes dimensions et du peu de place disponible autour d'eux, d'où pertes calorifiques et, par suite,-consomma- tion élevée d'énergie électrique. Les résistances électriques ont un mauvais rendement et doivent, en consé- quence, avoir un excès de puissance; celui-ci est nuisible
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à la régularité de la température du bain d'alliage fondu, de sorte que le régulateur automatique de température dont sont pourvus ces creusets fonctionne très fréquem- ment-et s'use rapidement.
Le dispositif d'alimentation de la cuve, lorsque l'alimentation se fait par chaîne transporteuse faisant tomber dans le bain de petites masses ou saumons de métal provoque des projections de métal fondu qui sont très gênantes. Lorsque ce dispositif d'alimentation est constitué par-un saumon dont l'extrémité inférieure trempe dans le bain en fusion, il en résulte une déperdition calorifique par toute la surface chaude du saumon.
On peut signaler en outre comme autres inconvénients : ' - température exagérée de l'enveloppe du creuset, - difficultés de remplacement des éléments de chauffe et de la partie sensible du régulateur automatique de tem- pérature, - encombrement de l'extérieur du creuset par des appareils accessoires, tels que :régulateurs de température du métal du.creuset et de la bouche du creuset, grand nombre de fils électriques de liaison, - détérioration des éléments de chauffe, en cas d'abais- sement notable du niveau du métal dans le creuset ; - mise en température du creuset insuffisamment rapide.
L'invention décrite ci-dessous a pour objet un creuset électrique qui supprime ces inconvénients et procure divers avantages qui seront exposés plus loin.
.,,.Il est'caractérisé principalement par le fait que le corps du creuset reçoit dans sa masse des fusées
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coniques dé résistances électriques de chauffe et que ce corps et ces fusées sont constitués tous deux de matériaux ayant le même coefficient de dilatation et très bons conducteurs de la chaleur, ou préférablement d'un même métal ayant,cette qualité, par exemple l'aluminium.
Ce système de chauffage, qui occupe un minimum de place ,permet de réduire très sensiblement les dimensions du creuset, par exemple jusqu'à une capacité de 7 kgs de métal d'imprimerie, et par suite d'entourer celui-ci d'un calorifugeage efficace; en outre, il donne une grande régularité de température grâce au contact intime qui existe toujours entre le corps du creuset et les fusées de chauffage.
Pour le bon fonctionnement du creuset, il est ' essentiel que le canal de sortie du métal fondu et que la bouche soient bien chauffés. De plus, il faut, pour éviter la rupture du creuset,lorsqu'on remet le chauf- fage en marche après un arrêt de longue durée, que le métal d'imprimerie solidifié qui se trouve ,dans la cuve commence à fondre par la surface, Ces résultats sont obtenus par un choix judicieux, dont un exemple sera décrit plus loin, des emplacements des épanouissements du creuset qui reçoivent les fusées des résistances de chauff e .
Dans le cas d'aliméntation automatique de ce creuset par chaine transporteuse, un dispositif spécial évite les projections de métal fondu lors de la chute dans le bain des petits saumons de métal; ce dispositif est constitué'par un flotteur.disposé dans un puits ménagé dans la cuve et sur lequel tombent les saumons.
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La forme de réalisation préférée comporte les dispositifs suivants : a/ Le creuset, en aluminium poli extérieure- ment, dont le volume est faible, par exemple correspondant à une capacité d'environ 7 kgs de métal d'imprimerie, est enfermé dans un carter de dimensions aussi grandes que le permet l'espace disponible sur la machine et qui contient également les dispositifs qui encombrent habituellement l'extérieur du creuset. lequel carter est en aluminium poli intérieurement ,et extérieurement, et le creuset est, supporté 'dans ce carter, de façon à être isolé des parois de celui-ci, par exemple au moyen de tubes entretoisés;
l'espace libre, est rempli de la meilleure matière calori- fuge, ledit carter porte en outrera sa partie supérieure, une ouverture juste suffisante pour l'introduction du métal d'alimentation dans le bain et pour le passage de la, tige du piston et il est muni, sur le côté' donnant accès aux fusées de chauffage (décrites plus haut), d'une porte amovible calgrifugée.
,.En enfermant ainsi le creuset proprement dit à l'intérieur d'un carter.en aluminium poli sur ses deux faces, avec lequel il n'est en contact que par les extré- mités d'un petit nombre de tubes-supports, et dont il est séparé par un excellent calorifluge, on réduit au minimum les pertes extérieures de chaleur et on diminue d'autant la consommation de, courant électrique.
La disposition, sur une même face du creuset, de tous ses accessoires, à savoir; les orifices d'intro- duction des fusées de chauffage, le régulateur de tempé- rature, les fils électriques de jonction .etc.. et la
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disposition correspondante, sur'le carter, d'une porte amovible calorifugée donnant accès à cette face du creuset, donnent de grandes facilités pour la vérification et le remplacement de tous ces dispositifs accessoires.
b/ Le réseau de résistances de chauffage, a son régulateur de température disposé de façon que, lorsque la température est au-dessous du régime normal,, c'est un groupe de résistances en parallèle qui est seul en seryice, et,lors qu'elle est au-dessus , une résistance supplémentaire s'ajoute en série aux résistances en parallèle ci-.dessus,
Grâce à la possibilité de ces deux groupements des fusées de chauffage commandés par le régulateur de température,, on obtient une grande régularité de réglage.,
La pratique a montré que l'écart maximum de température n':excède pas 1 lorsque le- creuset étant plein de métal fondu n'est pas en service.
En service,. cet écart n'est que de quelques degrés. c/ Le régulateur automatique est appliqué sur une face extérieure du creuset et il consiste en une bilame, les contacts étant renfermés'dans une ampoule cù existe un vide assez poussé.
En substituant un tel régulateur à ceux ,'actuellement en usage,. on obtient, pour cet appareil, un bien meilleur fonctionnement. En outre, le creuset suivant l'invention, formant une masse d'aluminium assez importante est toujours à la même température que le bain, en raison des dispositifs indiqués plus haut pour la constitution de ce creuset et pour l'emplacement des résistances, de sorte
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que, avec un régulateur constitué comme il vient d'être indiqué; on a pu supprimer le régulateur de température de la bouche du creuset, qui existe dans tous les appareils actuels.
Dans ces appareils actuels, la faible section de métal réunissant le corps du creuset à la bouche, la dis- tance 'entre le corps du creuset et la bouche, et enfin le faible coefficient de conductibilité du métal'constituant le creuset (en'général de la fonte ou de l'acier) ,faisaient que la bouche du creuset ne pouvait pas avoir la même:
tem- pérature que le bain, et qu'en' outre, cette différence de température était variable suivant chaque type de creuset, de sorte que, la température de la'bouche devant être régla- ble à quelques degrés près, il était absolument nécessaire de disposer près. de la bouche un ré'gulateur de température spécial, - d/ Sur le réseau des résistances de chauffage, il est prévu un commutateur, et les résistances de chauffage sont sectionnées de façon à pouvoir à volonté, par exemple pour la mise ou la remise en température, coupler en paral- lèle un plus grand nombre de résistances qu'en marche normale,afin de réduire environ de moitié le temps néces- saire à la mise en température ,
Avec les creusets électriques actuels, l'arrêt du travail de composition,
causé'notamment par les pannes d'électricité, se trouve prolongé du temps nécessaire au réchauffement du bain,. après le rétablissement. du courant ....
Or'? en raison des grandes capacités des creusets actuels et de leur faible calorifugeage, le réchauffage de tels creusets est relativement long.
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Dans le creuset.' suivant l'invention, la mise en température, ou la remise en température, 'après une panne d'électricité, se trouvent grandement--accélérées du fait' de la petite capacité du bain (7 Kgs environ), du calorifugeage soigné, et, en outre, du fait de la dispo- sition de couplage des résistances indiquée ci-dessus permettant un régime spécial de chauffe allure poussée.-
Les résistances sont prévues, tànt comme emplacement que comme puissance chauffante, de façon à réchauffer d'abord par le' dessus le bain solidifié,.
afin d'éviter les 'ruptures des creusets qui se produiraient si,- avant de fondre cette surface du bain, on faisait fondre la partie inférieure qui, en se dilatant, ferait éclater les parois du creuset,
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme d'exécution d'un creuset électrique selon l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation perspective prise un peu par dessus, et dans laquelle. la paroi de devant de la cuve est en partie arrachée pour montrer le flotteur recevant la chute des saumons de métal d'imprimerie,
La figure 2 en est une élévation exacte.
La figure 3 en est une vue en plan.
Les figures 4 à 6 représentent, en élévation latérale, en vue en plan et en élévation en.bout du côté de la bouche, ùn creuset avec son système de tubes de support, placé à l'intérieur de son carter.
Les figures 7 à 15 sont relatives aux schémas électriques de chauffage,
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La figure 7 en représente l'ensemble, à peu près avec sa.disposition sur l'appareil, les autres figures sont des schémas 'de chaque cas de fonctionnement.
Les figures 8 à 11 se rapportent au schéma qui se trouve en service pour l'allure normale. La figure 8 représente ce schéma disposé à. peu près de la même façon que dans la figure 7. La figure 9 en est une représentation simplifiée permettant de mieux voir les emplacements res- pectifs des résistances au point de vue de leur liaison en parallèle ou en' série. Les figures 10 et 11 représentent les résistances en circuit quand l'interrupteur est ouvert et quand l'interrupteur est fermé,
Les figures 13 à 15 sont relatives au schéma qui est en service dans l'allure poussée que l'on utilise pour la mise ou la remise en température rapides, et elles représentent, pour le %cas de cette allure poussée,
les mêmes indications que les figures 8 à 11 pour le cas de l'allure normale. La figure 16 représente schématiquement un mode de réalisation de.l'interrupteur par une bilame
Le creuset est constitué par un bloc d'alu-' minium 1, dont la partie supérieure est creuse pour former une cuve peu profonde 1" (figure 2) contenant le bain de niveau 1' de métal'd'imprimerie fondu.
A une extrémité (gauche) de la cuve, celle-ci s'approfondit en un puits cylindrique 6 contenant,le piston 6', qui assure le refou- lement périodique 'd'une certaine quantité de métal foadu par le canal 5 jusqu'à la bouche 4. Près de la même extré- mité de la cuve, un autre 'puits 13' (figure.-1) contient un flotteur 13 prolongé vers le'bas par un.tube.guidé avec un large jeu sur une,,tige. 14; ce flotteur reçoit la chute
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des saumons de métal à fondre qui sont déversés de temps. ¯. à autre dans le bain par un dispositif -d'alimentation - . automatique d'un type connu.
Comme on le voit, principalement sur-la figure 2, la cuve l'et ses puits 6 et 13' ainsi que le canal 5 n'occupent qu'une partie relativement peu impor- tante de la masse métallique du creuset 1, de sorte qu'il subsiste .dans cette masse des parties pleines -importantes, Dans ces parties, sont logées-des fusées 3, 3', 3" de résistances électriques de chauffage, chacune de ces fusées est formée par une tige métallique légèrement conique, dans laquelle est .noyé un fil électrique, résistant isolé'; elle' est logée dans un évidement exactement complémentaire avec les parois duquel sa forme conique lui assure un contact intime c'est à dire une bonne transmission de la chaleur;
comme indiqué plus.haut, le corps du creuset et les fusées de résistances de chauffe sont en matériaux, identiques ou non, ayant le même coefficient de dilatation, ce qui per- mettra dé conserver à toute température le contact intime signalé ci-dessus ) tous deux sont très bens conducteurs de la chaleur, par exemple ils sont en aluminium ou un de ses alliages.
L'une de ces fusées 3 est disposée près de la surface du bain et, à cet effet, le fond 'de la cuve 1" présente un bossage vers son milieu. Une autre 3' est à la naissance du canal 5, et la dernière 3" dans un-épanouis- sement près de la bouche 4. Un commutateur à plusieurs.di- rections (non représenté) permettre de mettre ces résis- tances en circuit ou hors circuit, ou de les mettre en série. ou en parallèle. Cette combinaison de plusieurs régimes de
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chauffage est faite de façon que, lorsqu'on a à fondre le bain de métal qui, par suite d'un arrêt prolongé de la machine, s'est solidifié dans la cuve, on -commence la fusion du métal par la partie-supérieure, puis on la fait se pro- ' pager rapidement dans les puits.
.En marche,,cette disposition des résistances assure une température uniforme.de toutes les parties du bain, de sorte que le métal fondu envoyé dans le moule est bien homogène et donne de bonnes lignes assurant une belle . impressions - - . , ..
.L'alimentation du cylindre de refoulement 6, au dessous du. piston-6'., est .assurée par un petit puits 7 (figure 3) dont le fond communique;avec celui du cylindre par un canal'.7*' pour que ce puits s'alimente à sa partie supérieure -en métal bien .fondu, une paroi déflectrice 7" l'issle de-, la cuve 13' où tombent les. saumons de métal à fondre et le'fat communiquer avec.la partie de la cuve supérieure 1" qui .avoisine la. résistance de chauffe 3*
Le flotteur 13 est tel que, lorsqu'il n'est pas chargé, il émerge légèrement du bain et, lorsqu'il , reçoit un saumon de métal à fondre, il plonge avec ce saumon dans ledit bain.
Ses mouvements d'enfoncement et d'émersion sont freinés par la sortie et la rentrée du''métal fondu logé entre.:son cylindre 13" et sa tige deguidage 14.
',Dans le cas d'alimentation par un saumon plongeant dans le bain du;creuset, ce saumon peut plonger dans la partie' 8 du bain, tandis que le flotteur commandant la descente du saumon, sera logé dans le puits 13.
' .
Ce.creuset,pourra donc être muni de n' importe quel dispositif d'alimentation automatique,
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' D'après les figures 4 à 6, le creuset électrique 1 (dont les différentes 'parties portent les mêmes chiffres que dans les figurée'précédentes),comporte les résistances de chauffage 3, 3', 3", là dernière étant disposée préside la-'bouche 4. ' '-''''Ce creuset '1 est supporté par un certain nombre de tubes qui' le, relient à une sorte de. cuvette 50 qui est maintenue 'dans le carter 51 qui entoure tout l'appareil, sans toucher le creuset 1. par exemple, sur l'avantdu creuset, passe un tube frmé de trois parties:
la partie 52 (figure 5),-'. qui est fixée sur le rebord de la:cuvette 50 en 52', . la partie 53, qui passe sur la partie supérieure du'
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creuser o'S'elle est fixée',' -la partie 54 ,qui 'vient également se fixer en 541- sur la1ftre rèf''6rd de"l'a'1cuvet:te 50.
A 1' arrière, le'creuset est soutenu d'un côté par un tube' 55, attaché -en 55" sur la covette 50, et en 55" sur 'une' équerre 56 à section en forme d'U, qui saisit'une bordure en relief'pratiquée sur les faces cor- respondàntes du creuset 1, et, de'l'autre côté, par un tube 57,fixé de même en 57' et en 57"; de plus un tube diagonal 58, fixé en 58' en bas et, en 58" 'en haut, complète le système de suspension arrière. Sur l'un'des cotés du creuset, il y a un tube transversal 59, fixé .en bas en 59' et en haut en 59".
L'autre face, qui doit constituer la face du creuset où se trouvent tous les.organes.-accessoires, notamment les entrées des logements dès résistances de chauffage.3, 3', 3", et le régulateur de température, reste libre; la jambe de soutien 60 (figure'3), fixée à sa
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partie inférieure en 60' sur la cuvette 50, aboutit, à sa partie supérieure ,-en 60", à une capsule 61 engagée sur un bossage 62 de la face inférieure du creuset.
Deux vis régla- bles 50', fixées dans les pattes arrière 50" du support du creuset traversent le carter 51 et viennent buter'contre l'arrière du creuset 1,
La porte amovible du carter se trouve en 63, du même côté du creuset que les organes accessoires : connexions électriques et régulateur automatique de température;
Sur le schéma représentant les connexions élec- triques, à peu près telles qu'elles sont. réalisées, en fïgure on voit les fusées de 'chauffage : F3 qui est disposée à la partie supérieure du bain, F3' à la partie inférieure et F3" près de la bouche 4.
La résistance de 'chacune de ces fusées est séparée en deux parties, respectivemen c-d,
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a¯b . e¯f ... f
La ligne d'alimentation est représentée par les -- deux 'fils A et R qui peuvent être mis en communication au moyen des,interrupteurs 65, respectivement A', avec A1 et R, soit uniquement avec R2, soit simultanément avec R2 et R3.
Le plot Ai est en liaison respectivement avec un fusible 66, protégeant le creuset contre toute élévation dangereuse de température, et avec.. une des extrémités 1 de la résistance à de la fusée F31' Le plot R2 est,en liai'son avec l'autre extrémité 2 de,,la-résistance b de la fusée F3'' ainsi qu'avec les extrémités,2 des résistances e de la fusée'
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F3 et e de la fusée ,Fy..... ' '.
En outre,"le'milieu 4 de chacune des résistances doubles de fusées est relié à des plots S4 reliés entre eux,
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et dont *Le.réseau peut être mis en communication avec la ' borne A1 par l'intermédiaire de .l'interrupteur du régu-
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'.? lateur automatique 67.. (qui est shunté par un condensateur 68 pour absorber les étincelles des. ruptures)'.
,¯,Suivant les :figures '8 à 11, ,le,=,'éirciz,t; :ct'"allure normale compoic7te'l>arrivép,pnild plot 66,
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,,=1.à tance a de la fusée F3,: et,, placées en dériva- tion,' grâce au réseau des plots S4- a la suite de cette nésistancé a ,"les résistances b de la fusée 'É* 31 de.. l'a fusée F3 e de la *fusé1eIF3h' et retour par. leurs extré- mités 2 à la borne R2 ', ¯
L'interrupteur 67 du régulateur automatique, .
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shunté par son co:b:dehsateur,684 lorsqu'il est fermé','alimente directement, par'les plots S4' ce réseau entre, les rési- tances a et 6,c'est à dire supprime la résistance a , Le retour se fait aussi par le plot R2.
Lorsque l'interrupteur est fermé (figure 11), l'intensité qui traverse en parallèle une résistance b,c ,e de chacun des trois éléments de chauffe est plus grande et
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le chauffage est augmenté. Si, au contraire, l'interrupteur.'" est ouvert (figure 10), la résstané a.est ir,t:reàlée en. série avec b, ,. e en parallèle., la résistance'.totale e¯s#j, w fortement augmentée et le débit dans "les résis.tancés a b . fortement diminué, de**sorte.que '-le 'chauffage de chaque résistance est s ensi.t:;mezi-¯ .m u,é ;: èt aüssi celui dé'l'en- semble, bien''qu''il u né résisbance de plus a en service.
Toutefois, les'"d'eux résistances de la fus'éè F3 1 b) sont simultanément en service et le chauffage du bain à la.. partie inférieure,'c'est à 'dire là o'i1'vest nécessaire que le bain soit le plus fluide, est augmenté.. Cependant, les
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éléments de chauffe a, pourraient occuper un autre des emplacements de fusée.
Dans le cas de l'allure poussée (figures 12 à 15),le courant arrivant par la borne A1 et le fusible 66, et pouvant sortir par les bornes R2,R3, alimente en paral- lèle. par le réseau des plots S4' la demi-résistance b de la fusée inférieure F3, ,les résistances c, d de la fusée supérieure F3 et les résistances e, f de la fusée de bouche F3"' tandis que la deuxième résistance a de la fusée inférieure F., se trouve mise.en série avec ses cinq résis- tances b, c,d,e,f, en parallèle lorsque. le régulateur 67 est ouvert. On obtient ainsi le schéma d'alimentation suivant figure'14 pour le régulateur ouvert, c'est à dire avec. la chauffe réduite ,et figure 15 pour le régulateur fermé, c'est à dire avec la chauffe augmentée.
On voit en même temps que,¯ dans.chacun de ces deux derniers cas, la puissance de chauffe sera notablement plus, grande., que dans: le cas de l'allure normale (,schéma figures 8 à.11), puisque, le nombre des résistances en parallèle étant plus grande la résistance totale se trouve-'- diminuée', et par suite l'intensité du courant traversant chaque résistance, pour un'voltage 'déterminé, augmentée..
Suivant la' figure 16 sur la paroi--70 du' creuset-1',- est fixé un.régulateur constitué par une bilame 71/72, ..en forme de U, établie de façon que réchauffement provoque l'ouverture de l'U.
Sur la-branche extérieure, est fixé -un tube à. vide 73 dans lequel pénètrent les deux con- ducteurs -74-75 du circuit électrique; l'extrémité de l'un d'eux 74 porte une petite lame-ressort 76 'en face de laquelle
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se trouve l'extrémité 77 de l'autre 75 une tige 78, montée dans un long pédoncule en verre un peu flexible 79, rentrant dans le tube 73,empêche au repos; le contact de 76 sur 77, mais le permet lorsque son extrémité extérieure 80 vient) par suite de l'ouverture de l'U de la bilame buter contre une tige 81 portée par une pièce pivotée en 82 et dont la position est réglable par une vis 83.
La coupure 76-77 est shuntée par un condensateur C,
Lorsque la température du creuset augmente, la bilame si ouvre et le tube 73 se soulève en oscillant autour du point 0: Par la tige 80, butée sur 81, le;¯contact 76 se trouve maintenu, tandis que le contact 77 se relève, d'où coupure du circuit, et insertion d'une résistance en .série; ce qui réduit l'allure de chauffe,
Lorsque la température du ,creuset diminue, l'inverse se passe, le contact est rétabli entre 76 et 77, ce qui courtcirouite la résistancequi avait été insérée en sériée d'où accroissement de l'allure de chauffe:
Bien entendu;
les dispositifs de chauffage électrique indiqués particulièrement prévus.pour les creusets de linotype', sont applicables à tous les creusets d'appareils nécessitant un bain métallique maintenu à température très constante et devant pouvoir être mis rapidement en service, 'même après interruption ou panne;: c'est le cas, par exemple; des fours de cliéherie destinés à alimenter en métal d'im- primerie bien fondu les madhines à couler les clichés: