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Perfectionnements aux dispositifs et procédés pour commander auto- matiquement la fusion des dépôts ou recouvrements sur des feuillard ou bandes métalliques continues.
Cette invention se rapporte à des perfectionnements aux dispositifs électriques pour commander automatiquement la tempé- rature d'un feuillard ou bande métalique continue et la fusion brillante, par chauffage à résistance électrique, du dépôt d'étain qui y a été appliqué électrolytiquement.
Il est actuellement de pratique courante d'appliquer un dépôt, d'étin par exemple, sur un feuillard ou bande de longueur continue, par exemple en fer ou en acier, par électrolyse. Lorsque le feuillard a été étamé électrolytiquement, on le fait habituel- lement passer à travers un apnareil de fusion où son recouvrement est fondu de manière à obtenir un feuillard fini ayant un aspect bril'ant et lisse, d'un fini uniforme. On produit parfois la fusion
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en faisant passer le feuillard à travers un bain d'huile chaude ou en le chauffant par inductanceélectrique ou en y faisant passer un courant électrique pour utiliser la résistivité du feuillard.
Dans la fusion par résistance, le feuillard est habituellement disposé dans un plan vertical pendant la fusion du recouvrement qui y est déposé, et après avoir passé sur un rouleau conducteur il se dirige de bas en haut sur une poulie de renvoi qui le ra- mène de haut en bas vers un autre rouleau conducteur dans un bac contenant un agent de refroidissement brusque, la partie du feuillard située entre les rouleaux conducteurs étant à tout moment désiré chauffée par résistance électrique de manière à provoquer la fusion du recouvrement qui y est appliqué. Un tel appareil de fusion avec cuve de refroidissement est décrit dans le Brevet anglais N 557.029.
Lorsque le feuillard passe autour des rouleaux conduc- teurs de l'appareil de fusion, sa section transversale varie, comme on le comprendra, par suite de ses différences de largeur et d'épaisseur, tandis que sa vitesse varie suivant les conditions de fonctionnenent. En conséquence, il est impossible d'appliquer une tension constante ou d'envoyer un courant d'intensité constante aux rouleaux conducteurs et aux feuillards pour la raison qu'à certains moments, par suite des variations des conditions de fonctionnement, le feuillard serait chauffé à une température dépassant considérablement le point de fusion du recouvrement d'étain, ce qui provoquerait l'écoulement de celui-ci qui abi- merait le recouvrement sur cette partie du feuillard, tandis qu'à d'autres moments,
le feuillard ne serait pas chauffé suffisamment pour fondre le recouvrement d'étain dont il est pourvu sur d'au- tres parties du feuillard, de telle sorte que le but visé par la fusion ne serait pas atteint.
Il est donc nécessaire de disposer d'une source variable de c@ @ @ Iternatif de manière que le feuillard et son recouvre- -
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ment soient convenablement chauffés pour répondre à toutes les conditions du fonctionnement et 'est à un pareil dispositif susceptible de faire varier et régler la fourniture de courant au feuillard que la présente invention se rapporte. Divers dis- positifs et équipements ont été proposés et utilisés pour obtenir un courant variable mais ils étaient habituellement trop coûteux et nécessitaient des installations de construction et de disposi- tion spéciales pour l'application particulière considérée.
Suivant la présente invention, ce courant variable est obtenu à l'aide d'un équipement standard grâce à un montage électrique perfection- ne.
En conséquence, le but général de la présente invention est de créer un dispositif électrique perfectionné et un procédé pour régler automatiquement la fourniture de courant à un feuil- lard ou bandemétallique de longueur continue pour provoquer la lard ou bande métallique de longueur continue pour provoquer fusion du recouvrement qui y est déposé en utilisant la résis- tance du feuillard passant sur une aire de rouleaux conducteurs, dans des conditions telles que l'admission du courant aux rouleaux @ conducteurs et au feuillard varie lorsque la section transversale de ce dernier et sa vitesse varient, de nanière que son revête- ment soit convenablement fondu pour répondre à toutes les condi- tions de fonction, ement.
Un autre but de l'invention est de créer un dispositif électrique perfectionné pour régler automatiquement la tension appliquée à un feuillard ou bande métallique de longueur contique passant sur un rouleau conducteur de manière que la tension ap- pliquée au rouleau conducteur et au feuillard varie lorsque la vitesse de ce dernier varie, de telle sorte que le feuillard est soumis à la tension désirée pour n'importe quelle vitesse donnée.
Un autre but de l'invention est de créer un dispositif électrique perfectionné pour régler l'admission de courant à un feuillard ou bande métallique de longueur continue cassant sur
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un rouleau conducteur, caractérisa en ce qu'il est commande auto- matiquement par la vitesse du feuillard.
Un but plus spécifique de la présente invention est de créer un dispositif électrique perfectionné pour régler auto .ati- quement le courant fourni à un feuillard ou bande métallique de longueur continue passant sur un rouleau conducteur, ce dispo- sitif comprenant une génératrice tachymètre, commandée par le dis- positif qui actionne le feuillard et où l'équilibre est maintenu normalement entre la tension appliquée au feuillard par le rouleau conducteur et la tension de sortie de la génératrice tachymètre et établie de telle manière que lorsque 1er tensions ne sont plus équilibrées par suite d'une augnentation ou d'une diminution de la vitesse du feuillard et de la génératrice tachyriètre,
la ten- sion appliquée au feuillard augmente ou diminue en conséquence pour équilibrer de nouveau la tension de sortie de la génératrice tachymètre de maniere à fournir la quantité de courant voulue au rouleau conducteur et au feuillard.
Un autre but encore de l'invention est de créer un dis- positif électrique pour régler ou commander automatiquement le courr.nt fourni à un feuillard de longueur continue pour fondre le recouvrement dont il est nuni lorsqu'il passe sur une @aire de rouleaux conducteurs, de manière qu'une tension alternative mini- mum initiale soit appliquée à ces rouleaux conducteurs et ce feuil- lard pour fondre convenablement le recouvrement de celui-ci au mo..ient où le feuillard commence à se déplacer sur les rouleaux conducteurs.
Le dispositif électrique réglant le chauffage des feuil- lards continus et la fusion incandescente du recouvrement d'étain qui y a été déposé électrolytiquenent, par un chauffage utilisant la résistance électrique comporte suivant l'invention, dans les différente buts ci-dessus indiqués, un rouleau conducteur pour fournir le courant eu feuillard continu, un dispositif pour ap-li-
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quer une tension de chauffage à ce rouleau conducteur et ee feuillard, un dispositif commandé par la vitesse de ce dernier pour établir une tension de référence, la tension de sortie du dispositif mentionné en second lieu augmentant quand la vitesse du feuillard augmente et diminuant quand elle diminue,
un disposi- tif pour équilibrer la tension du courant de chauffage et la ten- sion de référence, et un dispositif agissant sous l'effet de la différence entre la tension du courant de chauffage et la tension de référence pour faire varier la tension appliquée au feuillard lorsque la vitesse de ce dernier varie.
Afin de bien faire comprendre l'invention on se référer? ci-après aux dessins annexés, qui montrent, à titre d'exemple, schématiquement, une forne d'exécution de l'invention.
Dans ces dessins:
Fig. 1 est une coupe verticale d'un appareil de fusion, conjointement avec le bac de refroidissement d'une installation d'étamage, montrant les rouleaux conducteurs auxquels l'invention est appliquée.
Figs. 2 et 2a sont des schémas de connexions représen- tant un dispositif électrique comportant la commande électrorique suivant l'invention pour régler la tension du courant de chauf- fage envoyé au feuillard et aux rouleaux conducteurs de l'appa- reil de fusion représente sur la Fig. 1, et
Figs. 3 et 4 sont des courber représentant la tension à l'entrée des rouleaux conducteurs et du feuillard, en fonction de la vitesse de ce dernier.
Sur les Figs. 1 et 2 des dessins, S désigne un feuil- lard ou bande métallique de longueur conti.ue, sortant étamé du oain électrolytique d'une installation d'ctamnge en continu, le feuillard se déplaçant dans le sens des flèches, comme c'est repré- entt' sur le.: dessins, à travers l'installation où il est introduit et d'où il est retira par tout dispositif de commande approprié.
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Apres que le feuillard a été recouvert d'un dépôt électrolytique, on le fait passer à travers un appareil de chauffage susceptible de fondre le recouvrement c'est-à-dire l'étain déposé, ce chauf- fage étant assuré par des moyens appropriés quelconques nais de préférence par la résistance électrique du feuillard.
Dans le cas considéré on a représenté un aprareil de fusion par résistance qui comporte une paire de rouleaux corduc- teurs sous tension séparés l'un de l'autre, 2 et 3, qui sont rac- cordés à une source d'énergie appropriée ou à un transformateur de la manière ci-descous décrite. A la partie supérieure de l'ap- pareil se trouve un rouleau de renvoi intermédiaire 4 sur lequel le feuillard S pourvu de son recouvrement casse dans son trajet entre les rouleaux 2 et 3 en décrivant uneboucle verticale allongée, le feuillard étant chauffé pendant ce parcoure jusqu'à ce que l'é- tain ou autre matière du revêtement qui y est déposé atteigne son point de fusion.
La boucle verticale décrite par le feuillard pendant son parcours dans l'appareil est enfermée de préférence dans un moufle isolé 5 rayant approximativement la forme d'un U et présentant une branche d'entrée 6 et une branche de sortie 7, ces branches étant dirigées vers la partie interne de la péri- phérie des rouleaux conducteurs correspondants 2 et 3 et envelop- pant le feuillard jusqu'en des points adjacents à ces derniers.
Lorsque le feuillard passe à l'intérieur du moufle 5, la chaleur qui lui est appliquée par résistance électrique est susceptible de porter l'étain ou autre iiatière du recouvrement qui y est déposée à son point de fusion dans une zone indiquée en M à pro- ximité de l'extraite inférieure de la branche de sortie 7 du moufle 5. Immédiatement au-dessous de l'extrémité inférieure de la branche de sortie 7 se trouve un bac 8 contenant un agent de refroidissement et dans lequel le rouleau conducteur 3 est logé, la branche de sortie 7 descendant à l'intérieur de ce bac. Le feuillard sse du moufle 5 dans et à travers l'agent de refroi-
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dissement dans le bac 8 d'où le feuillard passe aux autres phases du traitement.
Les rouleaux conducteurs 2 et 3 sont mis sous tension par une source d'énergie variable, au moyen d'un montage électri- que qui sera décrit maintenant. Le dispositif ou circuit électri- que consiste,de préférence, en une paire de transformateurs 9 et 10, bien qu'un seul puisse être employé au lieu de deux pourvu qu'il ait une capacité suffisante. Les enroulements secondaires de ces transformateurs sont couplés en parallèle l'un par rapport à l'autre et par rapport aux rouleaux conducteurs 2 et 3, au moyen des conducteurs 14 et 15. Les enroulements priraires des deux transformateurs 9 et 10 sont couplés en parallèle l'un par rapport à l'autre et raccordés à un pôle de la ligne de distribu- tion à courant alternatif par une connexion 16, de préférence par l'intermédiaire d'un sectionneur 17.
Si l'on emploie un seul transformateur, son enroulement secondaire sera commen, on le com- prendra, raccordé aux rouleaux conducteurs, tandis que le pri- maire sera relié à un pôle de la ligne à courant alternatif.
Il est fait usage d'un réacteur à noyau saturable com- prenant deux transformateurs de réacteur 18 et 19, dont les en- roulements primaires sont couples en parallèle l'un par rapport à l'autre au moyen des conducteurs 20 et 21 et en série avec les enroulements primaires des transformateurs 9 et 10 au moyen du conducteur 22. Les enroulements @rimaires des deux transformateurs 18 et 19 du réacteur sont raccordés à l'autre pôle de la ligne de distribution de la source de courant alternatif au moyen du conducteur 23 par l'intermédiaire du sectionneur 17.
En d'autres terres, les enroulements pri aires des transformateurs 18 et 19 du recteur sont couples en multiple l'un par rapport à l'autre et ceux des transformateurs 9 et 10 sont également couplés en multiple l'un par rapport à l'autre et les enroulements primai- res co binés des deux transformateurs 9 et 10 et des transforna-
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teurs 18 et 19 du recteur sont couplés en série avec la source prit aire de courant alternatif.
On comprendra que les deux trans- formateurs 18 et 19 du réacteur sont susceptibles de commander le débit des deux transfomateurc 9 et 10 et on constatera qu'en les raccordant cornue il a été décrit ci-dessus, le courant d'en- trée venant de la source de courant alternatif passe par les deux enroulements priaires des transforuateurs 18 et 19 du réacteur, par la connexion 22 et de là par les enroulements pri@aires des deux transformateurs 9 et 10.
Les enroulements secondaires des deux transformateurs 13 et 19 du réacteur sont couplés en série et en opposition l'un par rapport à l'autre, et avec un dispositif, de préférence une dynamo excitatrice 24, montée dans la connexion série pour en- voyer un courant continu dans les enroulements secondaires des transformateurs 18 et 19 du réacteur en vue d'en saturer les noyaux. Un rhéostat 25 commande une source séparée de courant continu employée pour exciter l'enroulement inducteur de la génératrice 24.
Du fait que les enroulements secondaires des transfor :a- teurs 18 et 19 du réacteur sont connectés en série et en opposi- tion l'un par rapport à l'autre, les transformateurs ne dévelop- pent aucune tension entre la borne 26 du transformateur 18 du réacteur et la borne 27 du transformateur 19 du réacteur.
Par conséquent, le courant continu amené à ces bornes provoque l'aiman- tr.tion des noyaux la. elles des transformateurs 18 et 19 du réac- teur, en permettant ainsi de varier leur ré-ctance sur une garnie extrêmement étendue, c'est-à-dire d'une réactance très élevée, lorsqu'aucune tension à courant continu n'est appliquée, à une réactance très faible, lorsqu'un courant continu de pleine charge est clique à leurs enroulements secondaires.
On comprendra que par suite de cette disposition lorsqu'une tension alternative de pleine charge est appliquée aux pri@aires des transformateurs 9
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et 10 et aux transformateurs 18 et 19 du réacteur, et qu'un faible courant continu seulement est envoyé dans les secondaires de ces transformateurs de réacteurs 18 et 19, le débit des transformateurs sera très faible (approximativement 3,; de la capacité de régiire).
D'autre part, on pourra aug.enter facilement le débit des trans- formateurs 9 et 10 jusqu'à 95% approximativement du débit de régime en augmentant la tension à courant continu appliquée aux enroulements secondaires des transformateurs 18 et 19 du ré- acteur j @squ'à un maximum par l'augmentation de la puissance débitée par la génératrice 24. Le montage ci-dessus décrit fait l'objet du Brevet anglais N 596. 857.
Un transformateur à curseur 28 auquel est relié un redresseur à plaques sec 29 est raccordé aux conducteurs 14 et 15 ou à la sortie à tension alternative des transformateurs 9 et 10. Le redresseur 29 est relié de préférence, par l'inter- mediaire d'une bobine d'inductance 30 à une génératirce tachy- mètre 31. Cette génératrice est actionnée de préférence par le dispositif de commande qui entraîne le feuillard, tel que les rouleaux tendeurs 32, la génératrice tachymètre étant reliée à l'arbre moteur de l'un des rouleaux de toute manière appropriée pour être actionnée de cette façon. La génératrice tachymètre est susceptible d'actionner la commande du rhéostat 25 directement ou par l'intermédiaire de tout dispositif de com arde ou de ré- glage convenable, comme la commane électronique décrite ci- après.
La génératrice tachymètre est pourvue d'un inducteur 34 raccordé de préférence par 1 intermédiaire d'une résistance 36 à une source de courant continu au moyen des conducteurs 37 et 38. De préférence, un rhéostat 44 dont le but sera indiqué ci-apres est monté en parallèle avec le circuit d'irduit de la générât:'ce tachymètre 31. Un condensateur ou une capacitance 47, de préférence, est monté en parallèle avec le redresseur 29. Le redresse@ 29 et la génératrice tachymètre 31 sont raccordés
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à un dispositif régulateur de la commande électronique mentionnée précédemment, au moyen des conducteurs 48 et 49.
Un transformateur 63, un dispositif redresseur 65 pour ce dernier et une bobine d'inductance 64, dont le but sera indiqué ultérieurement, sont montés dans le conducteur 49a, en série avec la génératrice tachynètre 31. Un condensateur ou capacitance 66, de prJférence est monté en parallèle avec le redresseur 65. La génératrice tachymètre est décrite et revendiquée dans le Brevet anglais N 596.356.
La commande électronique décrite et revendiquée dans le Brevet anglais N 596. 855, comporte un transformateur 50, un tube redresseur 51, un tube détecteur 52 et deux tubes de force 53 et 54. TJne résistance 55 comportant des potentio- mètres 55a et 55b auxquels les grilles de commande des tubes de puissance 53 et 54 sont respectivement raccordées, est mon- tée en série avec le tube détecteur 52. Le but du tube redresseur 51 est de procurer une source de puissance à courant continu pour le tube détecteur 52 avec les connexions représentées.
Les tubes de puissance 53 et 54 sont branches sur la ligne à courant alternatif qui est alimentée, de préférence par l'in- t-rmédiaire d'un transformateur 56. Des relais 57 et 58 res- pectivement sont montés en série avec chacun des tubes de puis- sance 53 et 54. Les relais 57 et 58 commandent l'excitation de l'induit du moteur 60 qui est actionné par une source séparée de courant continu et commande la manoeuvre du rhéostat 25 pour faire varier l'admission de courant à l'enroulement inducteur de la génératrice 24 d'une manière qui sera décrite ci-après.
Un interrupteur limitateur inférieur 61, de préférence, est monté dans le circuit du relais 57 et un interrupteur limitnteur supé- rieur 62, de préférence est monté dans le circuit du relais 58, dans le but de limiter les limites inférieure et supérieure du r@éostat 25, commandé par -noteur, qui envoie le courant à la dyna@@
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Le montage et l'appareilllage ci-dessus décrits fonc- tionnent de la manière suivante pour com ander la fusion du re- couvrement du feuillard lorsqu'il passe sur et autour des rou- leaux conducteurs 2 et 3.
L'ap areil électrique ci-dessus décrit n'est qu'une variante d'un régulateur de tension et se compose dans son ensemble de quatre parties, à savoir : lagénératrice tachymtre 31, dont la vitesse est directement proportionnelle à la vitesse d'entraînement du feuillard ; source de tension à courant continu, qui est alimentée au moyen du redresseur 2Q, par la tension appliquée au rouleau conducteur par les trar.s- formateurs 9 et 10 ; régulateur ou confonde électronique; et un rhéostat 25, à commande par moteur, qui règle le débit de la génératrice excitatrice 24, qui 3 son tour, règle la tension de sortie des transformateurs 9 et 10 ou la tension appliquée aux rouleaux conducteurs et au feuillard.
On comprendra que par suite du montage électrique ci- dessus décrit, la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31 est continuellement en opposition à la tension de sortie du redresseur 29, et lorsque les tensions sont équilibrées, la tension est sensiblement nulle entre.le:; conducteurs 48 et 49, ce qui ne permet le passage que d'un faible courant dans la pla- que du tube détecteur 52 de la commande électronique. Toutefois, ce courant circulant dans le tube détecteur, provoque une chute de tension suffisante dans la résistance 55, pour permettre au tube de puissance 54 de conduira du courant.
Lorsque ce tube de puissance conduit du courant, la bobine du rel-'is 58 est excitée mais du fait que son contact auxiliaire est normalement fermé le rhéostat 25 à commande par moteur est empêché de se déplacer dans le sens voulu pour augmenter la tension appliquée à la gé- nératrice 24.
Lorsque la vitesse du feuillard augmente, le débit de la gén@ "atrice tachymètre, du fait qu'elle est actionnée par le dispositif de commande du feuillard, augmente en provoquant
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ainsi un déséquilibre de la tension entre les lignes 48 et 49, la ligne 48 devenant négative, en rendant ainsi négative la grille du tube détecteur 52, de telle sorte que le tube détecteur cesse de conduire le courant, ce qui a pour effet de réduire la chute de tension dans la résistance 55, le tube de puissance 54 ne laissant alors plus passer le courant.
Lorsque le tube de puis- sance 54 ne conduit plus le courant, il désexcite la bobine du relais 58, en mène temps que les contacts normalement fermés s'ouvrent, de manière à faire tourner le rhéostat 25, à commande par moteur, dans le sens voulu pour augnenter la tension du rouleau. En d'autres termes, lorsque le rhéostat 25 se meut dans le sens d'une augmentation, il augmente le débit de la géné- ratrice excitatrice 24 en provoquant ainsi une plus grande satu- ration des enroulementssecondaires des transformateurs 13 et 19 ce qui a pour effet de réduire leur ré.ctance et d'aug enter le débit des trpnsforr.'ateurs 9 et 10.
Lorsque la tension de sortie des transformateurs 9 et 10 s'est accrue dans une mesure telle que la tension de sortie de ces transfor .ateurs nesurée à travers le redresseur 29 équilibre la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31, les conditions exposées ci-dessus se présentent à nouveau, et le rhéostat 25 à commande par moteur, s'arrête dans la position qu'il a atteinte, en restant fixe aussi longtemps que les tensions de sortie des transformateurs 9 et 10 et de la génératrice tachymètre 31 sont équilibrées.
Lorsque la vitesse du feuillard décroît, la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31 diminue d'une manière cor- responda te en provoquant ainsi un déséquilibre de la tension entre les lignes 48 et 49, et la ligne 48 devenant positive dans ce cas rend la grille du tube détecteur 52 positive de manière à lui permettre de conduire plus de courant, ce qui augmente la chute de tension dans la résistance 55 en rendant ainsi le tube
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de puissance 53 conducteur. Lorsque le tube 53 est conducteur de courant, la bobine du relaie 57 est excitée, et ses contacts normalement ouverts se ferment, de telle sorte que le rhéostat 25, à commande par moteur, tourne dans un sens correspondant à une réduction de la tension.
En d'autres termes, lorsque le rhéostat 25 se meut dans le sens de la réduction, il réduit le débit de la génératrice excitatrice 24, en diminuant le courant d'excitation dans les enroulements secondaires des transforma- teurs 18 et 19, ce qui augmente leur réactance et réduit le débit des transformateurs 9 et 10. Lorsque la tension de débit des transformateurs 9 et 10 a étéréduite dans la mesure nécessaire, la tension de sortie de ces transformateurs mesurée à travers le redresseur 29 équilibre la tension de sortie de la généra- trice tachymètre.
Les conditions mentionnées ci-dessus se repro- duisent, le rhéostat 25 à commande par moteur s'arrête dans la position qu'il a atteinte et reste fixe aussi longtemps que la tension de débit entre @@s transformateurs 9 et 10 et la généra- trice tachymètre 31 s'équilibrent. De la description qui procède, on se rendra compte que le but de la commande électronique est de faire concorder la tension de sortie des transformateurs 9 et 10 avec celle de la génératrice tachymètre 31 et que tout écart ou déséquilibre entre ces tensions fait déplacer le rhéostat à commande par moteur par le régulateur ou la commande élec- tronique, dans le sens voulu pour rétablir de nouveau l'équili- bre de tension entre ces éléments.
On décrira maintenant le but et la fonction du trans- formateur 63, de l'inductance 64 et du redresseur 65 montés dans le conducteur 49a. en série avec la génératrice tachymère 31. On comprendra que le but de ces trois éléments de l'appareillage est de fournir d'une façon constante une tension continue de po- larisation au circuitde commande décrit précédement. Bien qu'on ait représenté un transformateur, un redresseur et une induc-
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tance pour fournir la tension continue de polarisation au circuit de com .inde, il doit être entendu que tout autre dispositif ap- proprié neut tre établi dans la ligne pour fournir cette tension,par exemple une batterie d'accumulateurs de polarisation.
Ainsi qu'il a été dit précédèrent, une commande électronique suivant l'in- vention est dans son essence un régulateur de coordination de la tension, c'est-à-dire que la corr.'.ande électronique règle la tension de chauffage appliquée aux rouleaux conducteurs 2 et 3 en utilisant la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31, comme témoin, ou comme moyen avertisseur, 01. en d'autres termes, la tension de la génératrice tachymètre est utilisée comme stan- dard ou comme base de mesure.
Cornue le montre le schéma des connexions sur la Fig. 2 des dessins, la tension aux points C-A, c'est-à-dire la différence entre la tension produite par la génératrice tachymètre 31, points B-D, et la tension es rouleaux redressée, points A-D, est appli- quée au régulateur ou commande électronique. On voit que si la tension A-D est plus grande que B-D, la différence de tension C-A entre elles fait fonctionner le régulateur ou commande élec- tronique de manière à réduire la tension appliquée aux rouleaux conducteurs jusqu'à ce que la tension en C-A soit nulle.
Si la tension B-D est supérieure à A-D, la différence de tension C-A est le polarité op osée à celle indiquée ci-dessus et fait fonctionner .e régulateur ou commande électronique de manière à augmenter la ension appliquée aux rouleaux conducteurs, jusqu'à ce que la ension entre les points C-A soit nulle.
On examinera maintenant les courbes représentées sur es Figs. 3 et 4 des dessins, où les abscisses de chacune de ces ourbes représentent la vitesse du feuillard en pieds par minute -, les ordonnées la tension de sortie. Les courbes représentées @r la Fig. 3 ne font pas partie de la présente invention nais tirent uniquement les courbes caractéristiques des conditions
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de la tension lorsqu' aucune tension contin@e de polarisation n'est 'appliquée au circuit de commande.
En d'autres termes, ces courbes représentent les conditions de la tension si la ligne 49a. était raccordée directement à la com ande électronique et non par l'intermédiaire du transformateur 63, du redresseur 65 et de la bobine d'inductance 64 ou par l'intermédiaire de toute autre source de tension continue de polarisation. Sur la Fig. 3, la courbe S représente la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31, la courbe T la tension à courant continu appliquée à A-D, et 1 courbe W la tension idéale appliquée aux rouleaux conducteurs pour assurer une bonne fusion dans le moufle spécial, dans le cas considéré, qui a été décrit précédemment.
La courbe W représente aussi la tension L-N ou 0-P suivant le rapport du trans- formateur 28, comme le montre la Fig. 2, s'il y avait un trans- formateur standard dont le rapport serait de 1 à 1 au li.eu d'un transformateur à prises, cornue c'est indiqué. En d'autres termes, les tensions sur les enroulements primaires et secondaires d'un transformateur standard dont le rapport est de 1 à 1, sont de même valeur. La différence de tension entre les courbes T et W représente la perte de tension dans le redresseur à onde complète 29 et dans la bobine de self 30 et la capacitance 47.
Pour la facilité des explications, on supposera que la vitesse du feuillard est de 300 pieds par minute et on verra par l'examen des courbes S et T de la Fig. 3, que ces courbes s'inter- sectent à 61,5 volts approximativement et qu'en ce point les cour- bes S et T sont égales. On comprendra que le régulateur ou comnande électronique maintient la tension, telle qu'elle est représentée par la courbe T, égale à la tension de référence représentée par la courbe 3. Si l'on supposemaintenant que la vitesse du feuil- lard descend à 200 pieds par minute, on se rendra conpte par l'examen de la co.rbe S que la génératrice tachymètre 31 dvelop- se approximativement 4 volt3 à cette vitesse.
Toutefois, en rai-
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son du fait que la commande électronique est un régulateur d'équi- librage de tension, elle change la tension appliquée aux rouleaux conducteurs 2 et 3 jusqu'à ce que la tension redressée aux rouleaux A-D du schéma de connexions représenté sur la Fig . 2 soit aussiégale à 42 volts. Si l'on examine maintenant la courbe T de la Fig. 3, on constatera que les 42 volts sur cette courbe ne représentent que la tension suffisante pour produire une bonne fusion sur le feuillard à la vitesse de 170 pieds par minute, de telle sorte que le recouvrement du feuillard ne sera pas fondu.
Pour augmenter la tension appliquée aux rouleaux conducteurs 2 et 3 de manière à assurer une fusion convenable du recouvrement à la vitesse de 200 pieds par minute, il serait nécessaire d'ajuster le rhéostat 44. De ce qui précède il ressort quf bien que la commande élec- tronique maintienne la tension aux rouleaux à la valeur qu'elle doit avoir pour assurer une bonne fusion à toutes les vitesses pour lesquelles elle est réglée, elle nécessitera encore un ré- glage supplémentaire chaque fois que la vitesse du feuillard change.
Bien que la commande électronique augmente et diminue généralement la tension appliquée aux rouleaux conducteurs lorsque la vitesse du feuillard augmente ou diminue pour empêcher la surchauffe du feuillard et un écoulement résultant du recouvrement de ce der- nier, une grande section du revêtement du feuillard ne sera pas fondée au moment où le feuillard se met en mouvement après avoir été arrêté, jusqu'à ce que soit atteinte la vitesse convenable pour laquelle le rhéostat a été ajusté en vue d'obtenir ure bonre fusion.
On constatera par l'exar.en de la courbe W de la Fig. 3 que [uand le feuillard se meut à une vitesse très faible, de 4 pieds par minute par exemple, il faut a@ proximativement 17 volts pour chauff r le feuil lard suffisamment pour fondre le recouvre- 'lent. En d'autres termes, pour empêcher qu'un tronçon dont le re- couvrement m'est pas fondu ne sorte de l'a@ ¯- -reil ou moufle de
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fusion,
il faut qu'une tension de 17 volts soit appliquée par le régulateur de tension ou commande électronique aux rouleaux conducteurs au moment où le feuillard se met en marche à travers l'appareil de fusion et sur les rouleaux conducteurs en partant de sa position d'arrêt. La tension cesse d'être appliquée au feuillard au moment où il s'arrête dans l'appareil de fusion.
En vue de permettre au régulateur ou commande Electro- nique d'appliquer les 17 volts nécessaires pour assurer une fu- sion convenable du recouvrement sur le feuillard dès que celui-ci se met en r:arche à travers l'appareil de fusion, une source de tension continue de polarisation est raccordée en srie avec la génératrice tachymètre 31, comme c'est représenté sur le schéma de connexions de la Fig. 2. Ainsi qu'il a été exposé précédem- ment, cette source de tension continue de polarisation consiste de préférence en un appareillage électrique comportant le trans- formateur 63, le redresseur 65 et la bobine d'inductance 64, ou bien on pourra remplacer tout cet appareillage par une batterie d'accumulateurs de polarisation.
La disposition d'une pareille source de courant continu dans la ligne en ce point a pour effet que quand le feuillard se meut à la vitesse de 4 pieds par mi- nute, la tension de sortie de la génératrice tachymètre 31, qui serait normalement de 1 volt environ, sera de 1/33 volts par suite de la présence dans la ligne de la source de tension continue de polarisation et qui est de 1/33 volts + 1 volt, sott au total 17 volts, ce qui est une tension suffisante pour fondre le re- couvrement du feuillard à cette vitesse.
On supposera maintenant que la tension A à D, comme c'est représente sur le schéma de connexions de la Fig. 2 est égale à zéro au moment où le feuillard se met en mouvement et que la différence de tension C-A de 17 volts est appliquée au régulateur ou commande électronique, ce qui élève immédiatement la tension du rouleau au point où la ten- [on A-D égale C-D de la Fig. '. Ainsi, on constatera que,quand
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la vitesse du feuillard est de 4 pieds par minute, le régulateur maintient 17 volts sur les rouleaux conducteurs 2 et 3.
On se référera maintenant aux courbes représentées sur la Fig. 4 des dessins, où la courbe V représente la tension de la génératrice tachymètre (points B à D du schéma de connexions de la Fig. 2). On constatera que si l'on ajoute 16' volts à la tension de sortie de la génératrice tachymètre, au moyen de la source de tension continue de polarisation, le départ de la courbe V se trouve alors approximativement à 16 volts, à la vitesse de zéro pied par minute, et que si la vitesse du feuillard augmente, la tension entre les points C à D augmente suivant la courbe Y comme c'est représenté sur la Fig. 4. Sur la Fig. 4 encore, la courbe X représente la tension appliquée aux rouleaux conduc- teurs 2 et 3 pour obtenir une bonne fusion.
Or, on constatera que si la tension de la courbe X est appliquée aux points A-D de la Fig. 2, et que la concordance est obtenue par le régulateur ou commande électronique pour 1' tension de la courbe Y, corne ten- sion de référence ou tension standard, la tension au rouleau, pour toute la gamme des vitesses, sera toujours équivalente à celle qui correspond à une vitesse supérieure à la vitesse du feuillard et qu'il en résultera une surchauffe de celui-ci.
Pour qu'à toutes les vitesses la tension A-D de la Fig. 2 nécessaire à une bonne fusion soit exactement égale à la tension C-D de la génératrice tachymètre plus la tension appli- quée par la source de tension cortinue de polarisation, il faut changer l'inclinaison de la courbe X de la Fig. 4 pour que la courbe de tension A-D soit parallèle à la courbe Y et approxima- tivement au-dessus de celle-ci.
On ootient ce r:ultat en employant un transform teur à prises qui est le transformateur 28 repré- senté sur le schéma de connexions de la Fig. 2. fin comprendra que si l'on applique 60 volts aux rouleaux corducteurs, le transformateur développe 75 volt:; des points 0 à P, en changeant
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ainsi effectivement l'inclinaison de la courbe X de la tensior A-D de la Fig. 2, telle que la représente la Fig. . avec un transformateur 60/60 volts ou transformateur standard pour obtenir la courbe Z avec un transformateur 60/75 volts, ce qui constitue un autre aspect important de l'invention.
On verra par l'examen de la Fig. 4 que si la courbe Z représente la tension de 0 à P sur la Fig. 2, et si l'on tient corrpte de la chute de tension dans le redresseur d'ondes complètes 29 et dans la bobine de self 30 et la capacitance 47, la courbe Y représente la tension de cou- rant continu aux points A à D qui est la tension appliquée aux rouleaux conducteurs. On comprendra que la courbe Y représente aussi la tension de sortie de la génératrice tachymètre plus la tension de la source de tension continue de polarisation.
Par conséquent le régulateur ou commande électronique étant un régula- teur d'équilibre de la tension et la courbe Y représentant à la fois la tension standard et la tension redressée au rouleau qui indique la caractéristique d'une bonne fusion de l'appareil de fusion, le régulateur ou commande électrorique Maintiendra la tension appliquée sur les rouleaux conducteurs 2 et 3 pratiquement à la valeur exacte qu'elle doit avoir pour toutes les vitesses du feuillard, de l'état de repos à la vitesse maximum sans ajuste- ment dans toutes les conditions, telles que l'accélération, la décélération et toute autre vitesse stable déterminée entre l'état de repos et la vitesse naximur. à laquelle on désire faire fonc- tionner l'installation.
On constatera que par suite du maintien de l'équilibre entre la tensior et la courbe des vitesses, les variations ou fluctuations de la vitesse du feuillard entraînent des fluctuations correspondantes de la tension de chauffage de manière à fournir la quantité requise de courant de chauffage pour as@ prer une fusion convenable du recouvrement du feuil'Lard quelle que soit la vitesse de celui-ci.
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Improvements in devices and methods for automatically controlling the melting of deposits or overlays on continuous metal strips or bands.
This invention relates to improvements in electrical devices for automatically controlling the temperature of a continuous metal strip or strip and the brilliant melting, by electrical resistance heating, of the tin deposit which has been electrolytically applied thereto.
It is currently common practice to apply a deposit, for example of tin, on a strip or strip of continuous length, for example of iron or steel, by electrolysis. When the strip has been electrolytically tinned, it is usually passed through a melting apparatus where its covering is melted so as to obtain a finished strip having a shiny and smooth appearance with a uniform finish. Sometimes fusion is produced
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by passing the strip through a hot oil bath or by heating it by electric inductance or by passing an electric current through it to use the resistivity of the strip.
In resistance melting, the strip is usually arranged in a vertical plane during the melting of the covering deposited thereon, and after having passed over a driving roller it runs from bottom to top on a deflection pulley which brings it back. from top to bottom towards another conductive roll in a tank containing a sudden cooling agent, the part of the strip located between the conductive rolls being at any time desired heated by electrical resistance so as to cause the melting of the covering applied thereto. Such a melting apparatus with a cooling tank is described in British Patent No. 557,029.
As the strip passes around the drive rolls of the fuser, its cross section will vary, as will be understood, due to its differences in width and thickness, while its speed will vary with operating conditions. As a result, it is not possible to apply a constant voltage or send a current of constant intensity to the drive rolls and strips because at times, due to variations in operating conditions, the strip would be heated. at a temperature considerably exceeding the melting point of the tin coating, which would cause the tin to flow which would damage the coating on that part of the strip, while at other times,
the strip would not be heated enough to melt the tin covering with which it is provided on other parts of the strip, so that the purpose of the melting would not be achieved.
It is therefore necessary to have a variable source of c @ @ @ Iternatif so that the strip and its cover- -
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are properly heated to meet all operating conditions and is such a device capable of varying and adjusting the current supply to the strip to which the present invention relates. Various devices and equipment have been proposed and used to achieve variable current, but they were usually too expensive and required special construction and arrangement facilities for the particular application considered.
According to the present invention, this variable current is obtained using standard equipment thanks to an improved electrical assembly.
Accordingly, the general object of the present invention is to provide an improved electrical device and method for automatically adjusting the supply of current to a continuous length metal strip or strip to cause the continuous length metal strip or strip to cause fusion. of the overlap deposited thereon by using the resistance of the strip passing over an area of drive rolls, under conditions such that the current to the drive rolls and the strip varies as the cross section of the latter and its speed vary, so that its coating is suitably melted to meet all operating conditions.
Another object of the invention is to provide an improved electrical device for automatically adjusting the tension applied to a metal strip or strip of contique length passing over a conductive roll so that the tension applied to the conductive roll and to the strip varies when the speed of the latter varies, so that the strip is subjected to the desired tension for any given speed.
Another object of the invention is to create an improved electrical device for regulating the admission of current to a metal strip or strip of continuous length breaking on
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a conductive roll, characterized in that it is automatically controlled by the speed of the strip.
A more specific object of the present invention is to provide an improved electrical device for automatically adjusting the current supplied to a metal strip or strip of continuous length passing over a conductive roll, this device comprising a tachometer generator, controlled. by the device which actuates the strip and where the balance is normally maintained between the tension applied to the strip by the conductive roller and the output tension of the tachometer generator and established in such a way that when 1st tensions are no longer balanced by following an increase or decrease in the speed of the strip and of the tachyrieter generator,
the voltage applied to the strip increases or decreases accordingly to re-balance the output voltage of the tachometer generator so as to supply the desired amount of current to the conductive roll and strip.
Yet another object of the invention is to provide an electrical device for automatically adjusting or controlling the current supplied to a strip of continuous length in order to melt the covering with which it is attached when it passes over an area of rollers. conductive, so that an initial minimum alternating voltage is applied to such drive rolls and strip to properly melt the overlap thereof as the strip begins to travel over the drive rolls.
The electrical device regulating the heating of the continuous strips and the incandescent melting of the tin covering which has been electrolytically deposited thereon, by heating using the electrical resistance comprises according to the invention, for the various purposes indicated above, a conductive roll for supplying the current to the continuous strip, a device for supplying
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heating voltage to this drive roll and strip, a device controlled by the speed of the latter to establish a reference voltage, the output voltage of the second-mentioned device increasing as the speed of the strip increases and decreasing as it increases. decreases,
a device for balancing the voltage of the heating current and the reference voltage, and a device acting under the effect of the difference between the voltage of the heating current and the reference voltage to vary the voltage applied to the strip when the speed of the latter varies.
In order to make the invention fully understood, reference is made to? hereinafter in the accompanying drawings, which show, by way of example, schematically, one embodiment of the invention.
In these drawings:
Fig. 1 is a vertical section of a melting apparatus, together with the cooling tank of a tinning plant, showing the drive rolls to which the invention is applied.
Figs. 2 and 2a are connection diagrams showing an electrical device comprising the electroric control according to the invention for adjusting the voltage of the heating current sent to the strip and to the conductive rolls of the melting device shown on the diagram. Fig. 1, and
Figs. 3 and 4 are curves representing the tension at the input of the driving rolls and the strip, as a function of the speed of the latter.
In Figs. 1 and 2 of the drawings, S denotes a metal strip or strip of continuous length, emerging tinned from the electrolytic wire of a continuous electrolytic installation, the strip moving in the direction of the arrows, as is shown in the drawings, through the installation where it is introduced and from where it is withdrawn by any suitable control device.
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After the strip has been covered with an electrolytic deposit, it is passed through a heater capable of melting the covering, that is to say the deposited tin, this heating being provided by suitable means. any born preferably by the electrical resistance of the strip.
In the case considered there is shown a resistance melting apparatus which comprises a pair of tensioned cord rollers separated from each other, 2 and 3, which are connected to a suitable source of energy or to a transformer as described below. At the top of the device is an intermediate return roller 4 on which the strip S provided with its covering breaks in its path between the rollers 2 and 3, describing an elongated vertical loop, the strip being heated during this travel. until the tin or other coating material deposited thereon reaches its melting point.
The vertical loop described by the strip during its journey through the apparatus is preferably enclosed in an insulated block 5 striping approximately the shape of a U and having an inlet branch 6 and an outlet branch 7, these branches being directed. towards the inner part of the periphery of the corresponding drive rolls 2 and 3 and enveloping the strip up to points adjacent to them.
When the strip passes inside the muffle 5, the heat which is applied to it by electrical resistance is liable to bring the tin or other material of the covering which is deposited therein to its melting point in an area indicated in M to pro - ximity of the lower extract of the outlet branch 7 of the muffle 5. Immediately below the lower end of the outlet branch 7 is a tank 8 containing a cooling agent and in which the conductive roll 3 is housed, the outlet branch 7 descending inside this tank. The strip sits from muffle 5 into and through the coolant.
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dissement in the tank 8 from where the strip passes to the other phases of the treatment.
The drive rolls 2 and 3 are energized by a variable energy source by means of an electrical arrangement which will now be described. The electrical device or circuit preferably consists of a pair of transformers 9 and 10, although only one can be used instead of two provided it has sufficient capacity. The secondary windings of these transformers are coupled in parallel with each other and with respect to the conductor rollers 2 and 3, by means of the conductors 14 and 15. The primary windings of the two transformers 9 and 10 are coupled in parallel. relative to each other and connected to a pole of the AC distribution line by a connection 16, preferably by means of a disconnector 17.
If a single transformer is used, its secondary winding will be started, it will be understood, connected to the conductive rollers, while the primary will be connected to a pole of the alternating current line.
Use is made of a saturable core reactor comprising two reactor transformers 18 and 19, the primary windings of which are coupled in parallel with respect to each other by means of the conductors 20 and 21 and in parallel. series with the primary windings of transformers 9 and 10 by means of the conductor 22. The primary windings of the two transformers 18 and 19 of the reactor are connected to the other pole of the distribution line of the alternating current source by means of the conductor 23 via the disconnector 17.
In other areas, the primary windings of transformers 18 and 19 of the rector are coupled in multiples with respect to each other and those of transformers 9 and 10 are also coupled in multiple with respect to one another. other and the primary co bined windings of the two transformers 9 and 10 and of the transformers.
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rector tors 18 and 19 are coupled in series with the AC current source.
It will be understood that the two transformers 18 and 19 of the reactor are capable of controlling the flow rate of the two transformers 9 and 10 and it will be seen that by connecting them retort as described above, the input current coming from of the alternating current source passes through the two primary windings of transformers 18 and 19 of the reactor, through connection 22 and from there through the primary windings of the two transformers 9 and 10.
The secondary windings of the two transformers 13 and 19 of the reactor are coupled in series and in opposition to each other, and with a device, preferably an energizing dynamo 24, mounted in the series connection to send a direct current in the secondary windings of transformers 18 and 19 of the reactor in order to saturate the cores. A rheostat 25 controls a separate source of direct current used to energize the field winding of generator 24.
Because the secondary windings of the transformers 18 and 19 of the reactor are connected in series and in opposition to each other, the transformers do not develop any voltage between terminal 26 of the transformer. 18 of the reactor and terminal 27 of the transformer 19 of the reactor.
Consequently, the direct current supplied to these terminals causes magnetization of the cores 1a. they of the transformers 18 and 19 of the reactor, thus making it possible to vary their re-ctance over an extremely wide packed, that is to say of a very high reactance, when no direct current voltage is applied, at very low reactance, when a full load direct current clicks at their secondary windings.
It will be understood that as a result of this arrangement when a full load alternating voltage is applied to the pri @ areas of the transformers 9
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and 10 and to transformers 18 and 19 of the reactor, and only a small direct current is sent to the secondaries of these transformers of reactors 18 and 19, the output of the transformers will be very low (approximately 3 ,; of the regulating capacity). ).
On the other hand, the output of transformers 9 and 10 can easily be increased up to approximately 95% of the operating output by increasing the direct current voltage applied to the secondary windings of transformers 18 and 19 of the reactor. j @ squ'à a maximum by the increase in the power delivered by the generator 24. The assembly described above is the subject of English Patent N 596. 857.
A slider transformer 28 to which a dry plate rectifier 29 is connected is connected to the conductors 14 and 15 or to the AC output of transformers 9 and 10. The rectifier 29 is preferably connected via an inductance coil 30 to a tachometer generator 31. This generator is preferably actuated by the control device which drives the strip, such as the tension rollers 32, the tachometer generator being connected to the motor shaft of the one of the rollers in any suitable way to be operated in this way. The tachometer generator is capable of actuating the control of the rheostat 25 directly or by means of any suitable control or adjustment device, such as the electronic control described below.
The tachometer generator is provided with an inductor 34 preferably connected by means of a resistor 36 to a direct current source by means of the conductors 37 and 38. Preferably, a rheostat 44, the purpose of which will be indicated below is mounted in parallel with the generator circuit: 'this tachometer 31. A capacitor or a capacitance 47, preferably, is mounted in parallel with the rectifier 29. The rectifier @ 29 and the tachometer generator 31 are connected
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to a regulating device of the previously mentioned electronic control, by means of conductors 48 and 49.
A transformer 63, a rectifier device 65 for the latter and an inductance coil 64, the purpose of which will be indicated later, are mounted in the conductor 49a, in series with the tachyneter generator 31. A capacitor or capacitance 66, preferably is mounted in parallel with the rectifier 65. The tachometer generator is described and claimed in British Patent No. 596,356.
The electronic control described and claimed in British Patent No. 596, 855, comprises a transformer 50, a rectifier tube 51, a detector tube 52 and two pressure tubes 53 and 54. A resistor 55 comprising potentiometers 55a and 55b to which the control grids of the power tubes 53 and 54 are respectively connected, is mounted in series with the detector tube 52. The purpose of the rectifier tube 51 is to provide a DC power source for the detector tube 52 with the sensors. connections shown.
The power tubes 53 and 54 are connected to the AC line which is supplied, preferably through a transformer 56. Relays 57 and 58 respectively are connected in series with each of the. power tubes 53 and 54. The relays 57 and 58 control the energization of the armature of the motor 60 which is actuated by a separate source of direct current and controls the operation of the rheostat 25 to vary the current input. to the inductor winding of the generator 24 in a manner which will be described below.
A lower limit switch 61, preferably, is mounted in the circuit of relay 57 and an upper limit switch 62, preferably is mounted in the circuit of relay 58, for the purpose of limiting the lower and upper limits of the r @. eostat 25, controlled by -notor, which sends current to the dyna @@
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The assembly and the apparatus described above operate as follows to control the melting of the cover of the strip as it passes over and around the conductive rolls 2 and 3.
The electrical apparatus described above is only a variant of a voltage regulator and as a whole consists of four parts, namely: the tachometer generator 31, the speed of which is directly proportional to the speed of strip drive; direct current voltage source, which is supplied by means of the rectifier 2Q, by the voltage applied to the conductive roll by the trar.s- formateurs 9 and 10; electronic regulator or confused; and a motor driven rheostat 25 which regulates the output of the exciter generator 24, which in turn regulates the output voltage of transformers 9 and 10 or the voltage applied to the drive rolls and the strip.
It will be understood that as a result of the electrical assembly described above, the output voltage of the tachometer generator 31 is continuously in opposition to the output voltage of the rectifier 29, and when the voltages are balanced, the voltage is substantially zero between. :; conductors 48 and 49, which allows only a small current to pass through the plate of the detector tube 52 of the electronic control. However, this current flowing in the detector tube causes a sufficient voltage drop in resistor 55 to allow power tube 54 to conduct current.
When this power tube conducts current, the coil of rel-'is 58 is energized, but because its auxiliary contact is normally closed the motor-controlled rheostat 25 is prevented from moving in the desired direction to increase the applied voltage. to the generator 24.
As the strap speed increases, the flow rate of the tachometer generator, because it is operated by the strap controller, increases causing
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thus an imbalance of the voltage between the lines 48 and 49, the line 48 becoming negative, thus making the grid of the detector tube 52 negative, so that the detector tube stops conducting current, which has the effect of reducing the voltage drop across resistor 55, power tube 54 then no longer letting current flow.
When the power tube 54 no longer conducts the current, it de-energizes the coil of the relay 58, while the normally closed contacts open, so as to cause the rheostat 25, with motor control, to turn in the direction to increase the tension of the roller. In other words, when the rheostat 25 moves in the direction of an increase, it increases the output of the exciter generator 24 thereby causing greater saturation of the secondary windings of transformers 13 and 19 which has the effect of reducing their reactance and increasing the flow of trpnsforr.'ators 9 and 10.
When the output voltage of transformers 9 and 10 has increased to such an extent that the output voltage of these transformers measured through rectifier 29 balances the output voltage of tachometer generator 31, the conditions set forth below. above arise again, and the motor-controlled rheostat 25 stops in the position it has reached, remaining fixed as long as the output voltages of transformers 9 and 10 and of the tachometer generator 31 are balanced .
As the strip speed decreases, the output voltage of the tachometer generator 31 decreases in a corresponding manner thereby causing an imbalance of the voltage between lines 48 and 49, and line 48 turning positive in this case makes the grid of the detector tube 52 positive so as to allow it to conduct more current, which increases the voltage drop across resistor 55 thereby making the tube
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power 53 driver. When the tube 53 is current, the coil of the relay 57 is energized, and its normally open contacts close, so that the rheostat 25, with motor control, turns in a direction corresponding to a reduction in the voltage.
In other words, when the rheostat 25 moves in the direction of reduction, it reduces the output of the exciter generator 24, decreasing the excitation current in the secondary windings of transformers 18 and 19, which increases their reactance and reduces the output of transformers 9 and 10. When the output voltage of transformers 9 and 10 has been reduced to the extent necessary, the output voltage of these transformers measured through rectifier 29 balances the output voltage of the transformer. tachometer generator.
The above-mentioned conditions recur, the motor-controlled rheostat 25 stops in the position it has reached and remains fixed as long as the flow voltage between transformers 9 and 10 and the generator. - tachometer 31 are balanced. From the description which proceeds, it will be appreciated that the purpose of the electronic control is to make the output voltage of transformers 9 and 10 match that of the tachometer generator 31 and that any deviation or imbalance between these voltages causes the rheostat to move. motor-driven by the regulator or electronic control, in the direction required to re-establish the voltage balance between these elements.
The purpose and function of transformer 63, inductor 64 and rectifier 65 mounted in conductor 49a will now be described. in series with the tachymer generator 31. It will be understood that the purpose of these three elements of the apparatus is to supply in a constant manner a direct polarization voltage to the control circuit described above. Although we have shown a transformer, a rectifier and an inductor
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In order to supply the DC bias voltage to the control circuit, it should be understood that any other suitable device can be set up in the line to supply this voltage, for example a bias accumulator battery.
As stated above, an electronic control according to the invention is in its essence a voltage coordination regulator, that is to say, the electronic corr. Ande regulates the heating voltage. applied to drive rolls 2 and 3 using the output voltage of the tachometer generator 31, as a witness, or as a warning means, 01. in other words, the voltage of the tachometer generator is used as a standard or as a basis of measurement.
Retort shown in the connection diagram in Fig. 2 of the drawings, the voltage at the AC points, i.e. the difference between the voltage produced by the tachometer generator 31, points BD, and the tension of the straightened rollers, points AD, is applied to the regulator or control. electronic. It can be seen that if the voltage AD is greater than BD, the difference in AC voltage between them operates the regulator or electronic control so as to reduce the voltage applied to the drive rolls until the voltage in AC is zero. .
If BD voltage is greater than AD, the difference in AC voltage is the opposite polarity to that shown above and operates the regulator or electronic control so as to increase the amount applied to the drive rolls, until the ension between the points CA is zero.
We will now examine the curves shown in Figs. 3 and 4 of the drawings, where the abscissas of each of these curves represent the speed of the strip in feet per minute -, the ordinates the output tension. The curves shown in FIG. 3 do not form part of the present invention but draw only the characteristic curves of the conditions
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voltage when no DC bias voltage is applied to the control circuit.
In other words, these curves represent the conditions of the voltage if the line 49a. was connected directly to the electronic control and not via the transformer 63, the rectifier 65 and the inductance coil 64 or via any other source of DC bias voltage. In Fig. 3, curve S represents the output voltage of the tachometer generator 31, curve T the direct current voltage applied to AD, and curve 1 the ideal voltage applied to the drive rolls to ensure good fusion in the special muffle, in the case considered, which has been described previously.
Curve W also represents the voltage L-N or 0-P depending on the ratio of transformer 28, as shown in FIG. 2, if there was a standard transformer with a ratio of 1 to 1 at the li.eu of a tap transformer, retort is indicated. In other words, the voltages on the primary and secondary windings of a standard transformer, the ratio of which is 1 to 1, are of the same value. The voltage difference between the T and W curves represents the voltage loss in the full wave rectifier 29 and in the choke coil 30 and the capacitance 47.
For ease of explanation, it will be assumed that the speed of the strip is 300 feet per minute and it will be seen by examining the S and T curves of FIG. 3, that these curves intersect at approximately 61.5 volts and that at this point the S and T curves are equal. It will be understood that the regulator or electronic control maintains the voltage, as represented by curve T, equal to the reference voltage represented by curve 3. If we now assume that the speed of the strip drops to 200 feet per minute, it will be appreciated by examining the code S that the generator tachometer 31 is developing approximately 4 volts 3 at this speed.
However, due to
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Because the electronic control is a tension balancing regulator, it changes the tension applied to drive rolls 2 and 3 until the tension rectified at rollers A-D in the circuit diagram shown in FIG. 2 is also equal to 42 volts. If we now examine the curve T of FIG. 3, it will be seen that the 42 volts on this curve represent only the voltage sufficient to produce a good fusion on the strip at the speed of 170 feet per minute, so that the covering of the strip will not be melted.
To increase the tension applied to drive rolls 2 and 3 so as to ensure proper melting of the lap at a speed of 200 feet per minute, it would be necessary to adjust rheostat 44. From the above it appears that the control The electronic keeps the tension on the rollers at the value it needs to be to ensure good fusion at all the speeds for which it is set, it will still require additional adjustment each time the strip speed changes.
Although the electronic control generally increases and decreases the tension applied to the drive rolls as the strip speed increases or decreases to prevent overheating of the strip and flow resulting from overlap of the strip, a large section of the strip coating will not be. unfounded when the strip begins to move after being stopped, until the proper speed is reached at which the rheostat has been adjusted to achieve good fusion.
It will be seen by examining the curve W of FIG. 3 that when the strip is moving at a very low speed, for example 4 feet per minute, it takes approximately 17 volts to heat the strip enough to melt the cover. In other words, to prevent a section of which the covering is not melted to me from coming out of the airfoil or muffle.
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fusion,
a voltage of 17 volts must be applied by the voltage regulator or electronic control to the drive rolls as the strip starts up through the fuser and onto the drive rolls from its position of stop. Tension ceases to be applied to the strip the moment it stops in the fuser.
In order to allow the regulator or Electronic control to apply the 17 volts necessary to ensure a suitable fusion of the covering on the strip as soon as the latter arches through the fusion apparatus, a DC bias voltage source is connected in series with the tachometer generator 31, as shown in the connection diagram of FIG. 2. As has been explained previously, this DC bias voltage source preferably consists of an electrical apparatus comprising the transformer 63, the rectifier 65 and the inductance coil 64, or else one can replace all this equipment by a polarization accumulator battery.
The provision of such a source of direct current in the line at this point has the effect that when the strip is moving at a speed of 4 feet per minute, the output voltage of the tachometer generator 31, which would normally be 1 volt approximately, will be 1/33 volts due to the presence in the line of the source of direct polarization voltage and which is 1/33 volts + 1 volt, sott in total 17 volts, which is a sufficient voltage to melt the cover of the strip at this speed.
It will now be assumed that the voltage A to D, as shown in the circuit diagram of FIG. 2 is equal to zero as the strip begins to move and the 17 volt AC voltage difference is applied to the regulator or electronic control, which immediately raises the tension of the roll to the point where the tension equals CD of Fig. '. Thus, it will be seen that when
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strip speed is 4 feet per minute, regulator maintains 17 volts on drive rolls 2 and 3.
Reference will now be made to the curves shown in FIG. 4 of the drawings, where the curve V represents the voltage of the tachometer generator (points B to D of the circuit diagram of Fig. 2). It will be seen that if we add 16 volts to the output voltage of the tachometer generator, by means of the DC bias voltage source, the start of the curve V is then approximately 16 volts, at the speed of zero feet per minute, and that if the strip speed increases, the tension between points C to D increases along curve Y as shown in Fig. 4. In FIG. 4 again, curve X represents the tension applied to drive rollers 2 and 3 to obtain good fusion.
However, it will be seen that if the voltage of curve X is applied to points A-D of FIG. 2, and that agreement is obtained by the regulator or electronic control for the voltage of the Y curve, as a reference voltage or standard voltage, the roller voltage, for the whole range of speeds, will always be equivalent to that which corresponds to a speed greater than the speed of the strip and that this will result in overheating of the latter.
So that at all speeds the voltage A-D of FIG. 2 necessary for a good fusion is exactly equal to the voltage C-D of the tachometer generator plus the voltage applied by the source of voltage cortinue of polarization, it is necessary to change the inclination of the curve X of FIG. 4 so that the voltage curve A-D is parallel to and approximately above the Y curve.
This result is achieved by employing a tap transformer which is transformer 28 shown in the circuit diagram of FIG. 2. end will understand that if we apply 60 volts to the cording rollers, the transformer develops 75 volts :; points 0 to P, by changing
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thus effectively the inclination of the curve X of the tension A-D of FIG. 2, as shown in FIG. . with a 60/60 volt transformer or standard transformer to obtain the Z curve with a 60/75 volt transformer, which constitutes another important aspect of the invention.
It will be seen by examining FIG. 4 that if the curve Z represents the voltage from 0 to P in FIG. 2, and if we take the voltage drop in the full wave rectifier 29 and in the choke coil 30 and the capacitance 47 correct, the curve Y represents the direct current voltage at points A to D which is the voltage applied to the drive rolls. It will be understood that the curve Y also represents the output voltage of the tachometer generator plus the voltage of the DC bias voltage source.
Hence the regulator or electronic control being a voltage balance regulator and the Y curve representing both the standard voltage and the roll-rectified voltage which indicates the characteristic of good melting of the melter. , the regulator or electric control will maintain the tension applied on the conductive rollers 2 and 3 to practically the exact value which it must have for all the speeds of the strip, from the rest state to the maximum speed without adjustment in all conditions, such as acceleration, deceleration and any other stable speed determined between the rest state and the naximur speed. to which you wish to operate the installation.
It will be found that as a result of maintaining the equilibrium between the voltage and the speed curve, variations or fluctuations in the speed of the strip result in corresponding fluctuations in the heating voltage so as to provide the required amount of heating current for ensure a suitable fusion of the covering of the strip whatever the speed of the latter.