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 t'OBTURATEUR   D'EXTREMITE   POUR BARREAUX DE CHAUFFAGE". 



   Pour faire des barreaux de chauffage électriques destinés à produire de hautes températures, les métaux qui conviennent le mieux sont les métaux ayant un point de fusion élevé, tels que le molybdène,le tungstène et le tantale: Toutefois,comme ces métaux commencent déjà, en présence de l'air,   à   s'oxyder fortement à des températures comprises entre 500  et   70000,   on n'a pu les utiliser d'abord que pour des barreaux de chauffage chauffés dans une atmosphère de gaz réducteurs ou inertes ou dans le vide. 



   Pour pouvoir utiliser aussi pour d'autres applications de chauffage, par' exemple pour les fours à haute température,la propriété avantageuse qu'est le point de fusion élevé des métaux cités,on a déjà proposé,en ce qui concerne le fil de chauffage proprement dit en métal ayant un point de fusion élevé,   @   

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 de l'entourer d'une enveloppe en matière oéramique   empêchant   sûrement et complètement les gaz,en particulier l'oxygène de l'air atmosphérique, d'arriver sur le noyau de métal sensible à l'oxydation.

   Cette enveloppe céramique était faite par le   nrocé-   dé à concrétion en oxydes   métallique=!ayant   un point de fusion élevé,, en appliquant une   -enveloppe   de compositjon appropriée,sous une forme colloïdale,puis en la frittant ou en la concrétant, ou bien on prenait une enveloppe toute terminée,en forme de tube, que l'on emmanchait comme une frette,puis que l'on frittait ou concrétait.

   De cette façon il a été possible d'utiliser,pour faire des fils   ''le   chauffage, les métaux ayant un point de fusion élevé,   tends.nt   à s'oxyder facilement et non liés à une atmosphè- re, ambiante réductrice ou inerte, ou au vide.On se trouve alors en présence du problème particulier consistant à créer,pour les fils de chauffage, des obturateurs d'extrémité tels que l'air ne puisse   -oénétrer   jusqu'au fil de chauffage par diffusion. 



   On a d'abord essayé de faire (les obturateurs de ce genre en procédant de telle manière que l'extrémité du f il de   chauffa-   ge sorte de   1'enveloppe   céramique,en emmanchant une douille à fiche sur cette extrémité libre et en. la   reliant     a, l'enveloppe   céramique à l'endroit du joint. Cette solution a été reconnue in- suffisante, parce   qu'acres   une durée de fonctionnement relative- ment courte l'air passait par diffusion entre la douille et le fil de 'chauffage et provoquait l'oxydation. 



   On évite ces inconvénients de la solution tentée au début en utilisant,pour les fils de chauffage du type décrit ci-dessus, des obturateurs d'extrémité établis de façon que l'enveloppe protec- trice céramique soit prolongée au-delà du fil de chauffage,en in- troduisant dans cette extrémité libre de l'enveloppe protectrice une petite tige en métal,par exemple en cuivre,nickel ou allia- ge de fer, de nickel et de cobalt, en reliant cette tige électri-   quement   au fil de chauffage, puis en emmanchant finalement la douille à fiche sur la partie saillante de la tige,sortant de l'enveloppe protectrice.

   L'assemblage entre la tige en métal et 

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 le fil de chauffage se fait de préférence par fusion ou par coulée, 
Dans un obturateur de ce genre, c'est donc la tige en métal pénétrant dans l'enveloppe céramique et constituant un appendice dù fil de chauffage, qui assure l'obturation hermétique   empê-   chant l'air d'arriver jusqu'aufil de chauffage en métal ayant un point de fusionélevé.

   Comme le coefficient de dilatation   du métal '   de la tige, du cuivre par exemple, est plus élevé que celui de la matière céramique,la tige de cuivre se trouve très fortement pressée,pendant l'échauffement, contre l'enveloppe en métal et   @        en matière céramique:

   On peut encore augmenter sensiblement   Inaction   d'obturation en maintenant la température au point   d'assemblage   entre la tige en métal et le fil de chauffage   à   une hauteur telle que la partie dé la tige en métal qui pénètre dans l'enveloppe céramique soit rendue pâteuse et plastique, de façon   à   obturer hermétiquement   1'enveloppe   céramique comme le ferait un bouchon: 
Dans ce nouvel obturateur l'obturation hermétique et le passage du courant ont donc lieu aux deux extrémités du fil de. chauffage au moyen d'un bouchon en métal incandescent ,pâteux et plastique.

   Pour faite la tige en métal on peut prendre n'impor- te quel métal bon conducteur, tel que le   cuivre,l'argent,le   ni- ckel ,etc.ou un alliage bon   ponducteur,tel   qu'un alliage de fer, de nickel et de cobalt, métal ou alliage possédant une plasticité suffisante, à la température qui règne à l'extrémité du fil de chauffage, pour assurer l'action de bouchon par suite de sa dilatation, ainsi que l'obturation hermétique. 



   La tige en métal qui pénètre dans la matière céramique constitue donc un obturateur hermétique que l'on peut encore renforcer en maintenant la température entre le fil de chauffa- ge et la tige ,en métal à une hauteur telle que la partie de la tige en métal qui pénètre dans la Matière céramique soit rendue pâteuse et plastique, de façon que la tige en métal obture l'en- veloppe céramique comme le ferait un   bouchon. /   

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On a constaté toutefois, à   l'occasion,que   le bouchon, surtout en cas de fusion locale, fait sauter l'enveloppe céramique par suite des différences de température qui surviennent brusquement, et provoque ainsi une destruction rapide du corps chauffant.

   Suivant l'invention,pour éviter ces différences de température survenant brusquement aux extrémités du fil de chauffage et assurer une obturation hermétique durable aux   extré-   mités du fil de chauffage, on règle ,bar le choix et les dimensions de la tige en métal introduit e dans la matière céramique, la température qui règne à l'extrémité extérieure du barreau. 



  Plus la tige en métal pénètre   -orofondément   dans la céramique, plus on augmente son diamètre et plus sa. conductibilité est grande, plus l'évacuation de la chaleur qu'elle assure sera   ef-   ficace, et plus les températures produites à l'extrémité du barreau seront basses. 



   Pour augmenter cette action, il peut être utile de faire en sorte que la tige en métal soit composée, sur sa longueur   'de   différents métaux,de telle   façon-   que les longueurs partielles comprises entre le fil de chauffage et la gaine à fiche soient constituées, en partant du fil de chauffage, par des métaux dont la conductibilité calorique va en augmentant.Il faut aussi avoir soin que l'extrémité la plus rapprochée du milieu du barreau de.chauffage'ne soit pas chauffée au-delà du point de fusion et que ses dimensions soient telles qu'elle ne se dilate pas, en s'échauffant, jusqu'à dépasser le diamètre intérieur de la cé-   ramique.   



   Pour obtenir, aux points de transition,une diminution graduelle du dégagement de chaleur,ainsi qu'une augmentation graduelle de la conductibilité calorique moyenne de la section,les transitions d'une matière à l'autre peuvent être échelonnées en gradins quant   à   leur diamètre. 



   En principe, suivant l'invention,il importe de donner à la tige en métal des dimensions telles qu'il ne se produise plus, à l'extrémité du barreau de chauffage ,qu'une température assez 

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 basse pour que l'on puisse utiliser, pour assurer l'étanchéité entre l'extrémité de la tige en métal sortant de -l'enveloppe protectrice en'matière céramique, ou la douille à fiche emmanchée sur cette extrémité, d'une part, et la matière céramique,' d'autre part,des matières de joint(mastics) ne se ramollissant pas, aux températures qui règnent à cet endroit, de ;façon   à   devenir plus pâteuses et plus plastiques que cela n'est désirable pour assurer l'étanchéité. 



   Suivant l'invention,les mastics de joint anorganiques conviennent bien en premier lieu pour servir de matières d'étanchéité de ce genre. Suivant les températures en présence desquelles on   se,   trouve, on peut utiliser des mastics métalliques,par exemple des soudures,telles que des soudures à l'étain, au plomb, au laiton,   à     l'argent.   Comme ces soudures adhèrent mal aux matières céramiques, il convient de métalliser la céramique au préalable,de façon connue; On a constaté aussi que d'autres mastics'inorganiques conviennent bien, tels que par exemple.le   chlorure   d'argent, l'oxyde de plomb avec une addition de gélatine,le verre   liquide   à   l'amiante,   le verre liquide au quartz, les verres tendres et les verres durs.

   Lorsque l'évacuation de la chaleur est particulièrement efficace, comme par'exemple aux températures inférieures   ,   200 C, on peut aussi utiliser des mastics organiques, tels que des résines artificielles. D'une façon générale, l'utilisation des mastics cités suppose que ces mastics deviennent semisolides et plastiques aux tempérratures locales qui se produisent, adhèrent également bien   à   la céramique et au métal et ne réagissent pas,à la longue, ni sur l'un ,ni sur   l'autre:  
Quatre exemples de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés dans les fig.1 à   4,au   dessin annexé:
Tous ces exemples ont ceci de commun que le fil de chauffage 1, qui est par exemple en molybdène, en tantale ou en tungstène, est entouré par une enveloppe céramique 2   qui;

  ,   -suivant l'invention, est prolongée au-delà de l'extrémité du fil de chauffage   1.   Bans l'ouverture libre de l'enveloppe céramique 2 est in- 

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 troduite l'extrémité d'une tige en métal.±, en cuivre par exemple, sur l'autre extrémité de laquelle, celle qui sort de l'enveloppe céramique 2, est emmanchée la douille à fiche ou le gland 4. L'assemblage de la tige en métal 3 avec le fil de chauffage 1 a lieu par fusion ou par coulée. La disposition est   avantageusement   telle que le fil de chauffage 1 et la tige en métal 3 s'engagent l'un dans l'autre par une rainure et une languette,comme dans l'exemple de la fig.I, ou en forme de coin,comme dans l'exemple de la fig.2. 



   La fig.3 montre une tige en métal composée d'éléments 3',3" 3"' de conductibilités caloriques différentes allant en   augmen-   tant vers l'extrémité du barreau de chauffage. Pour assurer un réglage plus efficace du dégagement de la chaleur ou de l'évacuation de la chaleur, on peut donner à la tige en métal,qu'elle soit en une ou plusieurs pièces,une forme telle que son   diamètre   aille en augmentant graduellement ou par échelons en gradins vers l'extérieur,comme le montre la fig.4. Dans ce cas également, les parties de la tige en métal 3 qui sont graduées quant au diamètre ou à la matière sont encore désignées par 3',3",3"'. 4 est la douille à fiche,et 5 sont les joints.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S L'inventio n con.cerne un obturateur d'extrémité pour barreaux de chauffage constitues par un fil de chauffage en métal ayant un point de fusion élevé, tel que le Molybdène, le tantale ou le tungstène etentourés par une envelonpe protectrice en matière céramique empêchant l'entrée des gaz.

L'invention comporte les caractéristiques suivantes,qui peuvent être utilisées individuellement ou en commun, ou en combinais on quelconque.

I) L'enveloppe protectrice est prolongée au-delà, du fil de chauffage proprement dit, et dans l'extrémité libre de cette enveloppe protectrice est introduite une tige en autre métal bon conducteur tel que le cuivre,le nickel, l'argent ou un alliage de fer, de nickel et de cobalt, ayant la même section que le <Desc/Clms Page number 7> fil-de chauffage proprement .dit,cette.tige étant reliée éiectri- quement aufil de chauffage, et la douille à fiche étant emmanchée sur la partie de la tige en métal qui sort de l'enveloppe pro- tectrice, @ "2) L'assemblage entre la tige en métal et le fil de chauffa- ge a lieu par fusion ou par coulée.

3) On dispose l'assemblage entre le fil de chauffage et la tige en métal de façon.%elle, et l'on donne,à cet assemblage des dimensions telles que cette tige se ramollisse jusqu'à de- venir pâteuse et.plastique .

4) Suivant sa longueur la tige en métal est composée de deux ou de plus de deux parties en métaux différents,par exemple en cuivre, nickel, argent, etc.... de façon que la conductibilité des différentes parties aille en augmentant à partir du fil de chauffage proprement dit jusqu'à la douille à fiche.

5) Les longueurs partielles de la tige en métal sont aussi échelonnées en gradins quant à leur diamètre,celui-ci allant en augmentant du fil de 'chauffage vers la douille à fiche.

6) Pour assurer l'étanchéité entre la tige en métal sortant de l'enveloppe protectrice en matière céramique, ou la douille à fiche emmanchée sur cette tige, d'une part,et l'enveloppe en matière céramique d'autre part,on utilise des matières d'étanchéi- té(mastios),devenant pâteuses et plastiques aux températures qui seproduisent; 7) Pour cesmatières d'étanchéité on utilise des mastics anor- ganiques tels que du chlorure d'argent,de l'oxyde de plomb avec une addition de glycérine, du verre liquide à l'amiante, du ver- re liquide au quartz ou des verres tendres ou durs.

8) On peut aussi utiliser des matières d'étanchéité constituées par des mastics organiques tels que des résines ar- tificielles,