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" Perfectionnements aux systèmes de commande pour fours électri- ques à arc."
La présente invention concerne un système de commande de four électrique à arc et a comme but général la fourniture d'un système nouveau et perfectionné de la nature décrite.
Parmi les buts particuliers de l'invention, on peut citer la fourniture d'un système de commande nouveau et perfec- tionné combiné hydraulique et électrique pour un four à arc électrique.
Un autre but de l'invention est de fournir un système de commande qui est extrêmement sensible et répond rapidement, et qui est cependant stable, robuste et simple.
Un autre but est de fournir un système de commande comportant des mesures pour enlever automatiquement et rapide-
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ment les électrodes de la masse fondue en cas de panne de puis- sance vers le four et pour les enlever de même en cas de panne de puissance dans le système entier.
Un autre but encore est de fournir un système de com- mande réglé principalement par l'écoulement du courant à travers les électrodes et renfermant des moyens pour enlever une électro- de dans le cas où elle frappe la masse fondue sans formation d'arc.
Suivant la présente invention, dans un système de com- mande pour un four électrique à arc, on a prévu un moteur hy- draulique réversible associé à une électrode pour la rapprocher ou l'écarter de la masse fondue,et des moyens pour commander le fonctionnement du moteur renfermant un régulateur du type à in- jection comportant un ressort sollicitant le régulateur de ma- nière à obliger le moteur à retirer l'électrode de la masse fon- due, et des moyens électriques renfermant un moyen répondant à des variations dans l'état d'un arc électrique à partir d'un état choisi et disposé de façon à agir sur le régulateur pour le moteurpour que le moteur déplace l'électrode jusque dans une position telle qu'elle rétablit cet'' état.
Ces moyens électriques peuvent comprendre un moyen fonctionnant sous l'effet du courant s'écoulant dans l'arc et agissant sur le régulateur pour aider le ressort, et un moyen fonctionnant sous l'effet du voltage aux 'bornes de l'arc ou du voltage appliqué à l'électrode, lequel moyen est disposé de façon à agir sur le régulateur en opposition par rapport au ressort.
Des moyens de réglage peuvent être prévus en circuit avec le moyen répondant au courant ou au moyen répondant au voltage pour faire varier la réponse de celui-ci de telle manière que l'état choisi de l'arc peut être réglé.
Un moyen fonctionnant lorsque l'électrode repose sur
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la masse fondue peut être prévu pour rendre inactif le moyen répondant au voltage par rapport au ressort, de manière que l' électrode soit immédiatement retirée.
Ce moyen fonctionnant lorsque l'électrode repose sur la masse fondue peut comprendre un commutateur en circuit avec le moyen répondant au voltage, ce commutateur étqnt fermé lorsque l'électrode est suspendue au-dessus de la masse fondue et un moyen pour ouvrir ce commutateur lorsque l'électrode repose sur la masse fondue.
Le moyen répondant au voltage peut comprendre un premier solénoïde en connexion dans un circuit de façon à ré- pondre au votage aux bornes- de l'arc ou au voltage appliqué à l'arc et le moyen répondant au courant comprend un second solénoï- de en connexion dans un circuit de façon à répondre au courant traversant l'arc,et un rhéostat constituant le moyen réglable mentionné peut être mis en circuit avec le premier solénoïde.
Un autre rhéostat constituant également le moyen ré- glable peut être relié en parallèle avec le second solénoïde.
Dans un système de commande suivant la présente inven- tion, et comportant un régulateur du type à injection avec une tubulure montée à pivot, on peut prévoir une poutre montée à pivot entre ses extrémités, un moyen de transmettre le mouvement d'une partie de la poutre écartée du pivot vers la tubulure et un moyen d'appliquer des moments de rotation opposés à la poutre par des forces développées par les deux solénoïdes.
On peut prévoir un bras s'étendant rigidement à angle droit par rapport à la poutre à partir de son point de pivote- ment et un organe de transmission de mouvement entre ce bras et la tubulure constituant le moyen mentionné pour transmettre le mouvement d'une partie de la poutre.
D'autres buts et avantages ressortiront de la descrip- tion détaillée qui suit, prise conjointement avec les dessins
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annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue schématique montrant un système de commande de four électrique à arc renfermant les caractéristi- ques de l'invention.
La fig. 2 est une vue schématique partielle illustrant une construction modifiée de la partie de commande électrique du système.
Bien que l'invention soit susceptible de diverses mo- difications et variantes de construction, elle est représentée ici et sera décrite ci-après sous une forme de réalisation pré- férée et une variante. L'invention ne doit toutefois pas être limitée de ce fait aux formes particulières représentées. Au contraire) elle couvre toutes les variantes de construction tom- bant dans le cadre de l'invention, tel qu'il est défini aux re- vendications annexées.
Le système de commande de four électrique à arc,tel qu'il est exposé à titre d'exemple à la fig. l,comprend d'une manière générale un four électrique à arc 5, des moyens de force motrice désignés généralement par 6 pour effectuer le mouvement des électrodes du four vers la masse fondue et à partir de celule- ci, des moyens de sécurité désignés d'une manière générale par 7 et des moyens électriques de commande 8 pour le moyen de force motrice, actionnés pour maintenir les électrodes du four dans la position désirée. Le four électrique à arc 5, de même que le reste de la construction.est représenté schématiquement seule- ment, avec 9 représentant la partie principale du four contenant la masse fondue 10.
Le four est du type triphasé et comporte donc trois électrodes 11 dont chacune peut être approchée et écartée indépendamment de la masse fondue. La puissance est fournie aux électrodes au moyen d'un transformateur T ayant un primaire P à connexion en Y et un secondaire S à connexion en delta, avec un conducteur 12 allant de chaque pointe du delta vers une des élec-
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trodes 11. Des prises sont de préférence prévues sur le secondai- re ou sur le primaire du transformateur en vue d'obtenir diffé- rentes entrées de puissance vers l'arc. Des prises 13 sont ici indiquées comme prévues sur l'enroulement primaire P.
Chacune des électrodes 11 est mobile indépendamment des autres électrodes comme on l'a indiqué déjà et, dans ce but, chacune d'entre elles a ses propres moyens de force motrice 6 et ses propres moyens de commande électrique 8. Comme les moyens de force motrice et le système de commande électrique sont les mê- mes pour chacune des électrodes 11, on n'a représenté qu'un seul des moyens de force motrice et un seul système de commande qui seront décrits ci-après. Il faut bien se rendre compte toutefois qu'il y a en réalité trois moyens de force motrice de ce genre et trois systèmes de commande électrique.
Pour obtenir l'avantage d'une accélération et d'un ralentissement rapides, des renverse- ments instantanés et d'autres avantages apparaîtront au cours de la description., Les moyens de force motrice comprennent un moteur hydraulique qui a ici la forme d'un moteur à piston en va-et-vient, comportant un cylindre 14 avec une lumière débouchant à chacune, de ses extrémités et un piston 15 en mouvement de va-et-vient dans le cylindre. Une tige de piston 16 s'étend dans les deux directions axiales à partir du piston 15 et traverse les fonds du cylindre 14 pour qu'il n'y ait pas de différence de volume entre les extrémités opposées du cylindre. A une extrémité du piston 16, on a fixé à celle-ci un contrepoids 17 destiné à équilibrer le poids d'une électrode 11.
A son autre extrémité, la tige de piston 16 est destinée à venir en prise pour le fonctionnement avec une des électrodes 11. Bien que les moyens pour transmettre le mouvement et la force du piston 15 à l'électrode puissent va- rier fortement, on les a représentésici comme composés d'un câble 18 relié par une extrémité à une électrode 11 et enroulé par 1' autre extrémité autour du tambour 19 d'un treuil 20. Le câble 18 passe évidemment sur des poulies 21 disposées en position conve-
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nable. L'extrémité de la tige de piston 16 porte une poulie 22 en prise avec le câble 18 entre le treuil et l'électrode, de ma- nière à effectuer un soulèvement par force motrice de l'électro- de tandis qu'on compte sur la pesanteur pour abaisser l'électro- de c'est-à-dire la rapprocher de la masse fondue.
Le treuil 20 est de préférence actionné à la main, ce qui permet le soulève- ment et l'abaissement à la main de l'électrode lorsque c'est né- cessaire ou désiré.
Le fluide fourni au cylindre 14 est commandé par un régulateur désigné d'une manière générale par 25, qui est ici du type "Askania" à injection. Un semblable régulateur comprend généralement un tuyau d'injection 26 à partir duquel sort un fluide sous pression. Le jet est dirigé contre une plaque pré- sentant deux orifices rapprochés 27 et 28 avec le tuyau d'injec- tion monté de façon mobile, de préférence à pivot, pour pouvoir être dirigé en vue de frapper à un degré égal les deux orifices ou à un degré plus fort un des orifices et à un degré moindre l'autre des orifices.
Bien que le tuyau d'injection puisse débi- ter différents fluides et agir pour régler l'alimentation en fluide vers le cylindre 14 indirectement, c'est-à-dire par l'intermédiaire d'autres dispositifs, le fluide ici débité par le tuyau d'injection 26 est de l'huile et est la même huile qui est fournie au cylindre 14 en vue d'obtenir une réponse plus di- recte et plus immédiate à tout mouvement du tuyau d'injection 26. Dans ce but, il part de l'orifice 27 un conduit 29 relié à la lumière débouchant dans l'extrémité supérieure du cylindre 14, à la fig. 1. De l'orifice 28 part un conduit 30 relié à la lumière débouchant dans l'extrémité inférieure du cylindre 14.
Dans le conduit 30 est interposée une soupape de retenue 31 agis- sant pour fermer le conduit 30 et empêcher l'écoulement du fluide dans le conduit 30 vers l'extrémité inférieure du cylindre 14, mais s'ouvrant pour permettre l'écoulement libre et sans restric-
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1 tion du fluide hors de l'extrémité inférieure du cylindre 14.
On a monté en dérivation autour de la soupape de retenue 31 un conduit 32 contenant une soupape de mesure 33 réglable à la main. Entre les conduits 29 et 30 on a monté un conduit de liai- son 34 contenant une soupape d'obturation 35, actionnable à la main, interposée dans le conduit. Dans les conduits 29 et 30, près de leur point de liaison aux orifices 27 et 28, on a inter- posé une soupape de commande principale rotative d'un type bien connu quelconque, capable de rendre des moyens de force motrice actionnables pour la commande automatique, c'est-à-dire la com- mande par le régulateur 25 ou pour couper le régulateur et obli- ger le fluide à être fourni sous pression soit à l'extrémité su- périeure du cylindre 14 pour soulever l'électrode 11, soit à l' extrémité inférieure du cylindre 14 pour abaisser l'électrode 11.
Il est fréquemment nécessaire de régler une semblable soupape 36 à partir dun point à distance. Cette commande à distance de la soupape 36 est ici représentée par le cadran 37, la poignée 38 et des moyens appropriés représentés en 39 pour relier la poi- gnée 38 et la soupape 36.
Le tuyau d'injection 26 du régulateur 25 est sollicité par un ressort de compression 40 dans une direction pour effec- tuer le soulèvement de l'électrode 11. Ce ressort prend appui à une extrémité contre le tuyau d'injection 26 et à l'autre extré- mité contre une roue de réglage 41 portée sur une partie fixe du régulateur. Il peut y avoir ou non, à volonté, dans le régu- lateur un second ressort de compression 42 agissant en opposition par rapport au ressort 40. Ce ressort 42 est également un ressort de compression prenant appui par une extrémité contre une partie fixe du régulateur, avec l'autre extrémité agissant sur le tuyau d'injection 26, mais le ressort 42 n'est jamais assez fort pour surmonter l'ction du ressort 40.
Pour commander le régulateur qui à son tour commande
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les moyens de force motrice 6, on a prévu le système de commande électrique 8 mentionné précédemment, établi de façon à fonction- ner sous l'effet de certaines caractéristiques de l'arc en vue de maintenir dans l'arc un certain état final et désiré. A cet effet, on a combiné au régulateur 25 des moyens procurant un cou- ple de torsion formé ici par les composantes représentant le cou- rant circulant dans l'arc et le voltage aux bornes de l'arc. Ces moyens comprennent une balance à fléau 43 pivotant entre ses ex- trémités sur un pivot 44 et comportant un bras 45 fixé rigidement au fléau et s'étendant à angle droit à partir de son point de pivotement, bras 45 contre lequel prend appui une extrémité du ressort 42.
Entre le bras 45 et le tuyau d'injection 26 se trou- ve un organe de transmission de mouvement 47. On a suspendu par pivot à une extrémité du fléau de balance 43 un noyau 48 et un solénoïde 49,tandis qu'on a suspendu à pivot à l'extrémité oppo- sée du fléau de balance un noyau 50 et un solénoïde 51. Le solé- noïde 49 est rendu capable de fonctionner sous l'effet du volta- ge aux bornes de l'arc et, à cet effet, il comporte une bobine 52 qui est de préférence alimentée par le voltage aux bornes de 1' arc par l'intermédiaire d'un transformateur 53 comportant un enroulement primaire 54 et un enroulement secondaire 55.
L'en- roulement secondaire est relié à la bobine 52 par les conducteurs
56 et 57. Une borne de l'enroulement primaire 54 est reliéepar un conducteur 58 à la coquille métallique faisant partie de 1' élément 9 contenant la matière fondue principale dans le four électrique. L'autre borne de l'enroulement primaire 54 est re- liée au conducteur 12 par un conducteur 59 dans lequel ohtinter- calés une lumière 60, une résistance variable 61, un rhéostat réglable 62, un certain nombre de résistances de commutateur à prise 63 et un commutateur 64.
Les résistances de commutateur à prise 63 sont prévues pour permettre le réglage du circuit pour la bobine 52 en concordance avec le voltage appliqué au trans-
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formateur de puissance tel qu'il est déterminé par des prises de changement 13. Par des moyens bien connus des électriciens, ces résistances peuvent être intercalées dans le circuit ou déta- chées de celui-ci par les mêmes moyens qui modifient les prises du transformateur de puissance T. Le rhéostat 62 sert en réalité de moyen pour déterminer le courant qui circule dans l'arc élec- trique tandis que la résistance variable 61 fonctionne conjoin- tement avec les ressorts 40 pour faire varier la sensibilité de la commande.
La sensibilité est augmentée lorsque la force du ressort 40 est diminuée et la sensibilité peut être rendue très grande, savoir pleine vitesse de commande, pour aussi peu que deux ou trois pour-cent de changement de la charge. Pour les applications en pratique, toutefois, la sensibilité sera réglée pour la pleine vitesse pour toutes les déviations plus grandes que dix pour cent, de changement de la charge et à une vitesse proportionnelle au changement de la charge pour des déviations moindres que dix pour -cent..
Il faut bien s'e représenter que le système de commande électrique de la fig. 1 est celui d'une électrode seulement. Le système complet comportera évidemment trois solénoïdes 49 et par conséquent trois transformateurs 53 chacun avec ses enroulements primaires 54. Dans ce système complet, les enroulements primaires 54 des trois transformateurs 53 sont reliés en Y au travers du secondaire S du transformateur T, avec le conducteur 58 comme conducteur commun allant du centre ou de la prise commune dans les enroulements 54 connectés en Y vers un côté du four.
Avec cette connexion, la bobine 52 de tous les solénoïdes 49 est exci- tée immédiatement lors de l'application d'énergie électrique au transformateur T même si aucun arc n'a été établi dans le four, les enroulements 54 se trouvant d'une manière bien connue par paires au travers des enroulements du secondaire S du transforma- teur T. Lors de l'établissement d'un arc, chaque enroulement 54
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est capable de fonctionner sous l'effet du voltage aux bor- nes de l'arc de l'électrode particulière à laquelle l'enroule- ment est associé.
Le commutateur 64 est sous la commande du câble 18 et fonctionne pour obliger l'électrode à se soulever chaque fois que le câble 18 devient lâche. Le commutateur 64 possède donc un contact fixe 65 et un contact mobile 66, le contact mobile étant écarté du contact fixe par un ressort de compression 67.
Le contact mobile 66 porte une poulie ou un suiveur 68 placé de façon à circuler sur le câble 18, avec le commutateur dans son ensemble en position telle que,lorsque le câble est tendu, c' est-à-dire lorsque l'électrode est supportée par le câble en de- hors de la masse fondue, le commutateur est fermé,mais que, dès chement qu'apparaît un certain rôla/ dans le câble, le ressort 67 oblige le sommet du commutateur à s'ouvrir, ce qui coupe le circuit vers un transformateur 53 et désexcite le solénoïde 49 et a pour ré- sultat un soulèvement immédiat de l'électrode par le moteur hy- draulique.
Le solénoïde 51 possède une bobine 70 semblable à la bobine 52 et cette bobine est excitée en concordance avec le cou- rant circulant dans l'arc, l'excitation étant faite de nouveau au moyen d'un transformateur 71. Le primaire 72 de ce transforma- teur est relié à la bobine 73 d'un transformateur de courant tandis que l'enroulement secondaire 74 est relié par les con- ducteurs 75 et 76 à la bobine 70. On a relié aux bornes des conducteurs 75 et 76 et en parallèle par rapport à la bobine 70, pour régler la réponse de celle-ci au courant circulant dans l'arc, une résistance variable 77. Les bobines 52 et 70 sont choisies en vue de fournir des valeurs de couple appropriées dans le fléau 43 pour le plus petit courant et le plus petit vol- tage à commander.
Pour un courant et un voltage plus grands jusqu'aux charges maxima, les valeurs du couple sont maintenues
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les mêmes que pour les charges minima au moyen des résistances variables 61 et 77, de façon à maintenir une sensibilité maximum à toutes les charges.
Le fluide débité par le tuyau d'injection pour actionner le moteur hydraulique est fourni par une pompe 80 actionnée par un moteur électrique 81. La pompe aspire du fluide d'un réservoir 82 et le débite dans un conduit 83 aboutissant au tuyau d'injec- tion 26. Le fluide débité par le tuyau d'injection 26 est rassem- blé par des moyens appropriés et usuels et renvoyé.au réservoir 82 par un conduit 84. Une soupape de trop-plein 85 est reliée au conduit 83 pour fournir un retour en contournement du fluide vers le réservoir 82,si la pression dans le conduit 83 s'élève au- dessus de la valeur pour laquelle la soupape de trop-plein est réglée.
Le moteur 81 peut être relié par des conducteurs 86 et 87 à une phase du circuit alimentant le transformateur de puis- sance T. Comme le moteur est un moteur électrique, la pompe ces- serait de fonctionner et par conséquent du fluide ne serait plus fourni par la pompe au tuyau d'injection dans le cas d'une panne de puissance électrique. Pour que dans ces circonstances l'élec- trode 11 puisse être soulevée dans la position retirée de façon à réduire la possibilité d'endommagement de celle-ci, des mesures sont prises pour fournir auxiliairement du fluide qui vient en jeu dans ce cas. Dans ce but,on a prévu un réservoir auxiliaire 88 destiné à être rempli d'huile à un certain niveau et maintenu sous une pression désirée par de l'air comprimé.
Du fond du réser- voir auxiliaire 88, un conduit 89 se rend. au conduit 83,,de telle sorte que l'huile du réservoir 88 peut prendre la place de l'hui- le normalement fournie par la pompe 80 dans le cas de panne de la puissance électrique. Un condmit d'arrivée d'air 90, alimenté par une source appropriée (non représentée), débouche au sommet du réservoir. Au sommet du réservoir auxiliaire débouche également
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un passage 91 de départ d'air, normalement commandé par une sou- pape à flotteur 92 prévue pour assurer la conservation de la quantité d'huile convenable dans le réservoir.
On a associé sup- plémentairement en relation de commande avec le tuyau de départ d'air 91 la soupape 93 actionnée par solénoïde, reliée par les conducteurs 94 auxconducteurs86 et 87 et pouvant fonctionner lorsqu'elle est excitée pour rester ouverte et fermant le con- duit d'air 91 lorsqu'elle est désexcitée. Une seconde soupape 95 actionnée par solénoïde est interposée dans le conduit 83 entre la pompe et le point de débit du conduit 89 dans le con- duit 83. Cette soupape est reliée par des conducteurs 96 aux conducteurs 94 et fonctionne pour rester ouverte lorsqu'elle est excitée et pour se fermer lors de la désexcitation de ma- nière à empêcher le fluide du réservoir auxiliaire de se déchar- ger en arrière à travers la pompe 80.
En vue d'assurer la conser- vation d'une pression d'air convenable au sommet du réservoir, les soupapes 97 et 98 sont interposées dans le conduit 90 d' arrivée d'air. La soupape 97 est actionnée par un dispositif 99 fonctionnant sous l'effet de la pression . , relié de façon à répondre à la pression d'air au sommet du réservoir auxiliaire et fonctionnant pour ouvrir la soupape lorsque la pression dans le réservoir tombe en-dessous d'une valeur désirée, par exemple 100 livres par pouce carré.
La soupape 98 est également action- née par un dispositif 100 fonctionnant sous l'effet de la pres- sion qui est nonçù, de façon à répondre à la pression dans le conduit 90 entre les soupapes 97 et 98 et fonctionne d'une ma- savoir nière opposée, /pour fermer la soupape 98 lorsque la pression dans le conduit 90 tombe en dessous de la pression désirée. Grâce à cette soupape,la perte de pression d'air du réservoir 88 est évitée dans le cas de panne de la source d'alimentation en air.
Pour la meilleure compréhension de l'invention, on en décrira brièvement le fonctionnement. On supposera que la poignée
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de commande 38 a été amenée par rotation dans la position automa- tique, ce qui oblige la soupape principale 36 à prendre une posi- tion par laquelle le moteur hydraulique est sous la commande du régulateur et du système de commande électrique. On supposera en outre que les prises 13 ont été réglées pour fournir la puissance désirée au four et qu'aucune puissance n'est encore fournie, vu que les résistances 63 ont été réglées en correspondance, que le rhéostat 62 a été réglé pour donner la valeur de courant désirée dans l'arc électrique et que les résistances 61 et'77 ont été réglées pour fournir la sensibilité désirée de la commande.
Si l'on suppose que le moteur 81 a été mis en marche et actionne la pompe 80 de telle manière que du fluide sous pression est dé- bité par le tuyau d'injection 26, comme il n'y a pas de voltage sur le four et par conséquent aucune excitation de la bobine de voltage 52, le ressort 40 surmonte l'action du 42 et fait pivoter le tuyau d'injection 26 en sens inverse de celui des aiguilles suivant d'une montre / la fig. 1, de façon à frapper l'orifice 27, ce qui fournit du fluide à l'extrémité supérieure du cylindre 14 et refoule le piston 15 vers le bas pour soulever l'électrode associée 11. Cette condition existe évidemment pour chacune des trois électrodes.
Si alors de l'énergie est fournie au primaire du transformateur T, la bobine de voltage 52 du solenoïde 49 est excitée parce que le commutateur 64 est fermé vu que le câble est tendu et supporte l'électrode et parce que l'enroulement 54 est en connexion en travers d'une branche du secondaire 8, comme on l'a décrit ci-dessus. La bobine 70 du solénoide de courant 51 reste toutefois désexcitée parce que jusqu'à présent aucun arc n'a été établi. La bobine 52 attire donc son noyau 48 avec une force telle qu'elle surmonte l'action du ressort 40 et provoque le pivotement du tuyau d'injection 26 dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le fluide débité par le tuyau d'injection 26 frap-
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pe maintenant l'orifice 28, ce qui fournit du fluide à l'extré- mité inférieure du cylindre 14 et provoque un soulèvement du piston 15 avec un abaissement résultant de l'électrode associée 11. Il est à remarquer que, bien que le fluide débité par le tuyau d'injection 26 frappe carrément l'orifice 28, la vitesse à laquelle le fluide est fourni à l'extrémité inférieure du cylindre 14 est commandée par la soupape de mesure 33,vu que la soupape 31 empêche l'écoulement de fluide au cylindre, ce qui assure que l'électrode ne descend pas avec une rapidité telle qu'elle frappe la massefondueavec une force suffisante pour briser l'électrode.
Toutes les électrodes frappent normalement le bain sensiblement en même temps, avec ce résultat que les arcs sont établis d'une électrode à l'autre par l'intermédiaire de la masse fondue. Dès que les arcs sont établis, le courant circule par les conducteurs 12 et par conséquent la bobine de courant 70 est excitée pour attirer son noyau 50 et ajouter sa force à celle du ressort 40. Comme les électrodes sont très près de la masse fondue,l'arc est court et par conséquent l'écoule- ment de courant est élevé et le voltageaux bornes de l'arc est faible et la bobine 70 est alors excitée avec une force suffi- sante pour surmonter, avec l'aide du ressort 40, la force de la bobine de voltage 52.
Le tuyau d'injection 26 est alors mis en pivotement en sens inverse de celui des aiguilles d'une mon- tre, ce qui provoque l'envoi de son jet dans une plus grande mesure sur l'orifice 27 que sur l'orifice 28 et a pour résultat e un mouvement de descnte du piston 15 et un soulèvement ou un retrait de l'électrode 11. Lorsque l'électrode est soulevée, 1' arc devient naturellement plus long, la chute du voltage augmente tahdis que le passage du courant diminue, avec des effets corres- pondants sur la bobine de voltage et de courant 52 et 70 respec-
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tivement, et avec ce résultat qu'd3jT[L't.i'htëffëcie'ëuii point où les forces agissant sur le tuyau d'injection 26 sont équili-
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/ brées; le piston 15 vient alors au repos et reste dans cette position aussi longtemps que ces conditions régnent.
Si pour l'une ou l'autre raison l'arc s'éteint, la bobine de courant 70 est immédiatement désertée tandis que la bobine de voltage 52 reste excitée et est de plus fortement excitée, ce qui surmonte l'action du ressort 40 et oblige le régulateur à effectuer un abaissement immédiat de l'électrode jusqu'à ce que l'arc soit de nouveau rétabli et étendu sur une longueur produisant le passage du courant désiré. Si la masse fondue s'affaisse de façon à raccoup- cir la lnngueur de l'arc, la bobine de courant 70 sera fortement excitée tandis que la bobine de voltage 52 sera moins fortement excitée, ce qui a pour résultat que le régulateur oblige l'élec- trode à se soulever.
Ceci se produit rapidement parce que le conduit 29 partant de l'orifice 27 vers l'extrémité supérieure prévu du cylindre 14 est/sans étranglement,de sorte que l'électrode sera enlevée avant qu'elle puisse subir un endommagement.
Si une des électrodes, au début du fonctionnement du four, atteint la masse fondue de telle manière qu'elle est suffi- samment en avance sur les deux autres électrodes pour qu'il ne s'établisse pas d'arc ou si,pour une autre raison, aucun arc ne s'est établi lorsque l'électrode touche la masse fondue, le sys- tème ici prévu arrête le mouvement de descente de l'électrode qui pourrait provoquer la rupture de l'électrode tout en ainte- nant en même temps l'électrode en suspension sur la masse fondue pour permettre l'établissement de l'arc dès que les conditions sont convenables. Si donc une électrode frappe la masse fondue sans qu'un arc soit établi, il appraîtra un relâchement dans le câble 18 avec ce résultat que le commutateur 64 s'ouvre.
Ceci désexci- terait la bobine de voltage 52 et ramènerait la régulateur à la commahde du ressort 40, qui ferait alors pivoter le tuyau d'in- jection 26 pour provoquer le mouvement du piston 15 dans une di- rection pour soulever l'électrode. Ce mouvement du piston 15
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dans une direction soulevant l'électrode mettra le câble 18 sous tension, ce qui ferme le commutateur 64 excitant la bobine de vol- tage 52 qui surmontera l'action du ressort 40 et obligeant le régulateur à fournir du fluide au cylindre 14 d'une manière produisant l' sera suspendue abaissement de l'électrode. On voit donc que l'électrode / au-dessus du bain jusqu'à ce que l'arc soit établi.
Si après 1' établissement de l'arc, le câble 18 devient lâche pour une rai- son quelconque telle qu'un affaissement de la masse fondue, le commutateur 64 s'ouvrira et la bobine de voltage 52 sera deséxci- tée, avec un mouvement rapide et immédiat du piston 15 dans une direction retirant l'électrode.
S'il se produit une panne de puissance, il serait dési- rable évidemment de retirer les électrodes. Ce résultat est obte- nu, malgré que le moteur 81 n'actionne pas la pompe 80, à cause de la réserve du fluide maintenu sous pression. Une panne de puissance aurait évidemment comme résultat la désexcitation de la bobine de voltage 52 et également de courant 7 ) ce qui réta- blirait la commande du tuyau d'injection 26 par le ressort 40 exclusivement, lequel ferait alors pivoter le tuyau d'injection dans une direction ayant pour effet un soulèvement de l'électro- de. Bien que la pompe 80 ne débite pas de fluide, une quantité de fluide suffisante pour soulever l'électrode sera débitée par le réservoir auxiliaire 88.
La panne de puissance désexcitera les soupapes de solénoïde 93 et 95,ce qui ferme l'orifice de départ d'air 91 et ferme la soupape 95 pour empêcher l'écoulement en retour du fluide du réservoir auxiliaire, à travers la pompe. Une transition de l'alimentation de fluide pour le tuyau d'injection, de la pompe au réservoir auxiliaire a donc lieu immédiatement et sans interruption de débit du jet.
Il est évidemment seulement nécessaire que le réservoir contienne suffisamment de fluide pour refouler le piston 15 associé à chacune des trois électrode, sur
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que toute sa course de soulèvement de l'électrode, vu / le poids d'une électrode est contrebalancé et que, lorsqu'elle est soulevée, elle reste dans la position soulevée sans enaassureren @ une arrivée constante de fluide sous pression à l'extrémité supérieure du cylindre 14.
Si même l'arrivée d'air au réservoir auxiliaire manque, l'air se trouvant déjà dans le réservoir et sous pression sera . enfermé par la fermeture de la soupape 98, qui est actionnée par un dis- positif répondant à la pression et fonctionnant sous l'effet de la régnant 90,prévu pression dans le conduit / à alimentation en air/entre les sou- papes 97 et 98. Cet air sous pression renfermé dans le sommet du réservoir est suffisant pour produire un soulèvement des électro- des.
Dans la forme modifiée de l'invention représentée à la fig. 2, on a pris des mesures pour que le système réponde seule- repondant ment au courant circulant dans l'arc, contrairement au système / au courant et au voltage qui a été décrite plus haut, mais on conserve en même temps la caractéristique qu'on oblige une élec- trode à planer au-dessus de la masse fondue jusqu'à ce que l'arc soit établi. Ceci est réalisé dans la forme modifiée par un chan- gement du moyen répondant au voltage, le reste du système étant conservé comme on l'a décrit plus haut. En conséquence, lorsque les systèmes sont semblables les pièces ou les éléments représen- tés à la fig. 2 ont été désignés par les mêmes chiffres de réfé- rence, avec un indice prime.
Il suffira de dire que la forme mo- difiée de l'invention comprend un four électrique à arc 51 com- portant une électrode 11' alimentée en énergie électrique à par- tir d'un transformateur T' dont le secondaire S' a son enroule- ment relié en delta, avec chaque jonction ou angle relié par un conducteur 12' à l'une des électrodes 11'. Chaque électrode est rapprochée ou écartée de la masse fondue par un moteur hydrauli- que comportant un cylindre 14' et un piston 15', ce dernier pis- ton 15' agissant pour soulever ou abaisser l'électrode par l'in-
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termédiaire d'un câble 18'. L'arrivée du fluide au cylindre 14' se fait sous la commande d'un régulateur 25' du type à tuyau d' injection.
Ce régulateur comporte, entre autres choses, un res- sort de compression 40' agissant pour faire pivoter un tube d' injection 26' dans une direction provoquant le retrait de 1' électrode de la masse fondue. Pour commander le régulateur, on a prévu un moyen fournissant un couple de torsion, comportant un fléau 43' avec un solénoïde 51' associé à celui-ci et fonc- aux bornes de tionnant sous l'effet du courant s'écoulant/ l'arc de l'électrode, pour aider le ressort de compression 40', comme on l'a décrit précédemment.
Un solénoïde 105 est destiné à agir en opposition par rapport au ressort 40' et comporte une bobine 106 et un noyau 107. Le noyau est relié au fléau 43', à l'extrémité opposée au solénoïde 51', par l'intermédiaire d'un ressort de tension 108 et le mouvement du noyau sous l'influence de la bobine 106 lors- qu'elle est excitée est limité par un arrêt 109, de telle façon que la sollicitation produite par le solénoïde est fixe et indé- pendante de la valeur de l'excitation de la bobine 106. La bobi- ne 106 est destinée à être excitée dans les conditions normales lorsqu'un voltage est appliqué à l'électrode, bien que cette excitation soit dépendante de la mise en position convenable de l'électrode 11'.
A cet effet, la bobine 106 est reliée en tra- vers d'une phase de l'enroulement secondaire S' du transforma- teur T', au moyen de conducteurs 110 et 111. Dans le conducteur lll on a incorporé un commutateur 64' associé au câble 18' de façon à être fermé lorsque le câble est tendu et à s'ouvrir lors relâchement de l'apparition d'un / dans le câble, ce qui se produit lors- que l'électrode repose sur la masse fondue.
Le fonctionnement de cette forme modifiée de l'inven- tion est en général semblable à celui décrit pour la forme pré-
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férée et on supposera par conséquent, qu'il est facilement compré- hensible. Il suffira de dire que lors de l'application d'énergie électrique au transformateur T' la bobine 106 est excitée, attire le noyau 107 vers le bas jusqu'à la limite de son mouvement, dé- terminée par l'arrêt 109, ce qui met sous tension le ressort 108 l'action et impose ainsi une sollicitation au régulateur surmontant /,'du ressort 40', avec ce résultat que le régulateur effectue un abaissement de l'électrode par le moteur hydraulique.
Si,,lorsque l'électrode vient en contact avec la masse fondue un arc est établi, la bobine de courant du solénoïde 51' est excitée et, comme on l'a indiqué, elle ejoute à l'action du ressort celle du 40' de façon à surmonter / ressort 108 et à faire pivoter le tuyau d'injection 26' pour produire un soulèvement de l'électro- de. Lorsque l'électrode est soulevée et que l'arc est allongé, le courant circulant dans l'arc est évidemment réduit et avec la réduction dans le courant la force du solénoïde 51' est rédui- te jusqu'à un point tel que le jet débité par le tuyau d'injec- tion 26' frappe dans une mesure égale les orifices 27' et 28' pour arrêter le moteur hydraulique et en même temps l'électrode associée à celui-ci.
Si en s'abaissant vers la masse fondue, 1' électrode frappe la masse fondue sans établir un arc et permet au câble 18' de devenir lâche le commutateur 64' est ouvert, et coupe le circuit vers la bobine 106, ce qui permet au ressort 40' de commander le tuyau d'injection 26' et de le faire pivoter dans une direction provoquant le soulèvement de l'électrode. Dès que le moteur hydraulique commence à soulever l'électrode, le câble 18' devient évidemment de nouveau tendu, ce qui ferme le commutateur et permet à la bobine 106 du solénoïde de voltage 105 de s'exciter de nouveau. Ceci provoque de nouveau l'abaisse- ment de l'électrode de sorte que l'électrode est maintenue en suspension au-dessus du bain.
Si le voltage appliqué aux élec-
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trodes vient à manquer pour l'une ou l'autre raison, ou si le câble 18' devient lâche, par exemple lors de l'affaissement de la masse fondue, le solénoïde 105 serait immédiatement désexcité et provoquerait le soulèvement de l'électrode.
REVENDICATIONS.
1. Un système de commande pour un four électrique à arc, dans lequel on a prévu un moteur hydraulique réversible associé à une électrode pour l'approcher ou l'écarter de la masse fondue, et des moyens pour commander le fonctionnement du moteur, comprenant un régulateur du type à injection comportant un res- sort qui sollicite le régulateur de manière à obliger le moteur à retirer l'électrode de la masse fondue, et des moyens électri- ques renfermant un moyen fonctionnant sous l'effet de variations dans l'état de l'arc électrique à partir d'un état choisi préala- blement, et disposé de façon à agir sur le régulateur pour le moteur de façon que le moteur amène l'électrode dans une posi- tion telle qu'elle rétablit cet état.