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APPAREIL DE CHAUFFAGE PAR PERTES DIELECTRIQUES.
La présente invention se rapporte à de petits appareils de chauffage diélectrique d'un type servant à chauffer de petits objets par pertes diélectriques.
Un tel appareil est constitué d'ordinaire par une carcasse métallique qui contient les tubes électroniques et les circuits haute fréquence qui produisent l'énergie électrique à haute fréquence pour le chauffage diélectrique. L'énergie haute fréquence produite à l'intérieur de l'appareil est amenée à deux électrodes de chauffage isolées entre elles et montées sur la paroi supérieure de l'appareil. Les électrodes de chauffage sont d'habitude deux petites plaques parallèles disposées l'une au-dessus de l'autre avec entre elles un espace pour recevoir la matière à traiter. L'appareil de type courant comprend aussi une cage métallique en deux pièces que l'on peut ouvrir et fermer-rapidement de manière à avoir un accès facile à l'intérieur de la cage. D'habitude la moitié mobile de la cage porte une des électrodes de chauffage.
Jusqu'à présent, pour autant qu'on le sache, tous les appareils d'une pièce de ce type ne-portent qu'une seule cage et leur capacité de travail est donc limitée en conséquence.
L'invention a pour but d'augmenter la capacité d'un petit appareil de chauffage diélectrique du type décrit en le pourvoyant de -deux cages indépendantes, ayant chacune une paire d'électrodes de chauffage entre lesquelles de la matière peut être traitée par chauffage diélectrique.
L'invention a aussi pour but de fournir le moyen de transformer de petits appareils de chauffage diélectrique du type décrit de manière à remplacer la cage de chauffage diélectrique unique par plusieurs cages.
Par conséquent, la production de tels appareils peut être fortement augmentée à peu de frais,
Pour appliquer l'invention aux modèles actuels d'appareils de chauffage diélectriques, on pratique des trous supplémentaires dans la
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paroi supérieure de la carcasse de l'appareil et on y superpose une autre paroi qui porte une paire de cages distinctes. Chaque cage contient sa pro- pre paire d'électrodes de chauffage isolées entre elles, et la construction ajoutée comprend un mécanisme de commutation au moyen duquel la source uni- que d'énergie haute fréquence située à l'intérieur de l'appareil peut être connectée aux électrodes de chauffage des différentes cages et en être dé- conriectée d'une manière déterminée.
Pàr conséquent, une des cages peut être déchargée et rechargée pendant que l'autre cage est occupée à chauffer la matière. De plus, la construction ajoutée comprend une sécurité, com- mandée par le mécanisme de commutation, qui empêche l'application d'énergie haute fréquence aux électrodes de chauffage d'une cage ouverte.
Conformément à des détails particuliers de l'invention, con- . sidérés comme nouveaux et utiles en eux-mêmes, un appareil de chauffage diélectrique réalisant la présente invention comprend une manette unique ou commande de commutation qui traverse une paroi de la carcasse de l'appa- reil. Cette manette connecte sélectivement l'énergie haute fréquence aux électrodes de chauffage d'une cage-d'un appareil à deux cages, tout en met- tant simultanément les électrodes de chauffage de l'autre cage à la terre.
Les caractéristiques, innovations et avantages qui ont été décrits et d'autres qui le seront plus loin ressortiront clairement de la description suivante d'une forme d'exécution actuellement préférée. Cette description est donnée avec référence aux dessins annexés, ayant diverses échelles, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective de la partie supérieure d'un appareil de chauffage diélectrique d'une pièce, conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe verticale partielle prise suivant la longueur de l'appareil.
La figure 3 est une coupe verticale pratiquement suivant la ligne III-III de la figure 2.
Les figures 4 et 5 sont des coupes horizontales pratiquement suivant les lignes IV-IV et V-V de la figure 2, respectivement.
La figure 6 est une vue en'perspective d'un mécanisme cons- tructivement indépendant, conforme à l'invention, et
La figure 7 est un schéma des connexions électriques à utili- ser dans un appareil conforme à l'invention.
Quoique l'invention puisse être appliquée à un appareil spécia- lement étudié, on préfère l'incorporer dans des appareils existants, et l'in- vent-.ion sera décrite conformément à cette dernière conception.
Dans le cas des figures 1 et 3 des dessins, un petit appareil de chauffage diélectrique transportable comprend une carcasse métallique 2 composée de parois convenablement assemblées. Il comporte une paroi avant 4 avec un pupitre incliné 6, des parois d'extrémité opposées 8 et 10, une pa- roi arrière 12 et une paroi supérieure horizontale 14 attachée aux parois verticales 4, 8, 10 et 12. La carcasse 2 contient les tubes électroniques nécessaires, les circuits et le mécanisme de réglage pour la production d'énergie à la haute fréquence voulue. Le générateur reçoit le courant du réseau commereial par une paire de conducteurs qui peuvent être reliés à une prise appropriée quelconque de courant. (A la figure 7, le généra- teur haute fréquence,même est représenté par un rectangle 16.
Il est du .type à oscillateur à tube. Les références 18 et 20 indiquent les conduc- teurs d'alimentation en courant à basse tension et basse fréquence. Le circuit de sortie à haute fréquence du générateur à oscillateur à tube com-
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prend un conducteur mis à la terre 22 et un conducteur isolé 24).
Dans un appareil de type courant, la paroi supérieure 14 se- rait d'ordinaire le toit de l'appareil. Pour modifier un appareil'courant de ce genre en un appareil conforme à l'invention, la paroi 14 reçoit une superstructure portant deux cages métalliques de chauffage au lieu de la cage unique classique. Dans ce but, la paroi 14 est pourvue d'ouvertures pour les électrodes de chauffage isolées des cages et pour un axe de commu- tateur qui commande l'alimentation des électrodes de chauffage. La figure 2 représente le trou d'axe 25 et les trous d'électrode 27 et 29, un de cha- que côté du trou d'axe 25. La paroi supérieure 14 perforée comme il a été dit est garnie de deux sous-structures, une en dessous èt l'autre au-des- sus de la paroi supérieure 14.
La sous-structure inférieure, représentée plus particuliè- rement aux figures 5 et 6, comprend une ossature 30 en matière isolante.
Celle-ci est composée d'une plaque de base 32, une plaque de fixation 34 et des entretoises 36 réunissant les deux plaques,de manière qu'elles soient maintenues parallèles entre elles. La plaque de base 32 porte un inverseur ayant un pôle mobile en forme.de couteau 38, et une paire de contacts fixes 40 et 42. Le contact mobile ou couteau 38 est monté en son milieu sur un pivot fixé sur la plaque de base 32, entre les deux con- tacts fixes 40 et 42. Le pivot consiste en un pivot métallique 44. Le couteau 38 tourne sur son pivot sous l'effet d'un dispositif à deux trin- gles 46 et 48. Cette dernière tringle porte à son extrémité libre une douille 50.
Un dispositif de commande, qui sera décrit ultérieurement, peut faire tourner la douille 50 sur son axe de sorte que la tringlerie 46 et 48 tirera le couteau 38 dans l'un ou l'autre sens suivant la direction dans lequelle on a fait tourner la douille 50 ; l'on peut s'arranger de façon que le couteau vienne en contact avec l'un ou avec l'autre con- tact fixe, 40 et 42 respectivement. La figure 5 montre le couteau engagé dans le contact 40 et dégagé du contact 42, tandis que la figure 6 le montre dans la position inverse. Le pivot métallique 44 descend sous la plaque de base 32 et est relié de manière conductrice directement au con- ducteur isolé d'énergie haute fréquence 24 à l'intérieur de la carcasse 2.
Suivant sa position, le contact mobile ou couteau 38 ferme un circuit par- tant de ce conducteur d'énergie à haute fréquence et à haute tension isolé 24 et allant à l'un ou l'autre des contacts fixes 40 ou 42. Des extrémi- tés de bobines de self respectives 56 et 58 sont fixées de manière amovi- ble aux contacts 40 et 42.
La sous-structure inférieure précitée est fixée de manière indépendante à la paroi supérieure 14, le dessus de sa plaque de fixation 34 étant attaché au-dessous de la paroi supérieure. Par conséquent, le mécanisme de commutation et les selfs 56 et 58 se trouvent à l'intérieur de l'appareil. Les extrémités restantes des selfs 56 et 58 se présentent sous les trous d'électrode 27 et 29 et sont reliées de manière amovible à des conducteurs rigides verticaux 60 et 62, respectivement appartenant à la sous-structure supérieure.
La sous-structure supérieure est fixée au contour extérieur de la paroi interne 14 et comprend une pièce métallique légèrement embou- tie 64. Cette pièce 64 à une paroi arrière 66, des parois d'extrémité 68 et 70, et une paroi avant 72. Les parois d'extrémité 68 et 70 ont des re- bords qui reposent sur les parois d'extrémité 8 et 10 de la carcasse 2. La pièce 64 a une paroi supérieure au sommet plat de façon générale 74 et pa- rallèle à la paroi supérieure 14 de la carcasse 2. Par conséquent, la. pa- roi supérieure 14 devient une paroi supérieure intérieure de la carcasse 2 et la paroi supérieure 74 devient une paroi supérieure extérieure ou toit de la carcasse 2.
Comme l'indique la figure 2, la paroi supérieure 74 de la
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sous-structure supérieure 64 a une paire d'ouvertures 75 et 77 alignées verticalement sur les ouvertures respectives 27 et 29 de la paroi interne 14. A sa face supérieure,la paroi supérieure 74 porte une paire de courts tubes isolants 80 et 82 en matière isolante, ces tubes étant axés respecti- vement sur les trous 75 et 77, tout en les entourant. Les tubes 80 et 82 portent respectivement les électrodes de chauffage isolées 84 et 86, qui sont des plateaux métalliques. Les conducteurs rigides 60 et 62 sont attachés au centre des électrodes de chauffage respectives 84 et 86, et sont isolés de la carcasse par l'air dans les trous 27 et 75, et 29 et 77 respective- ment.
La paroi supérieure 74 porte à sa face inférieure de courts tubes entretoises 88 et 90 concentriques aux trous 27 et 75, et 29 et 77 respec- tivement, mais de plus grand diamètre que ceux-ci. Les conducteurs rigi- des 60 et 62 passent dans les tubes afférents et descendent sous la paroi supérieure interne 14 de sorte que les bobines de self 56 et 58, qu'ils portent de manière amovible, sont suspendues à l'intérieur de l'appareil, convenablement isolées par l'air qui entoure les conducteurs et les bobi- nes.
La paroi supérieure 74 de la sous-structure supérieure de la carcasse 2 porte deux cages métalliques 92 et 94, la cage 92 entourant l'électrode de chauffage 84 et la cage 94 entourant l'électrode de chauffa- ge 86. La cage 92 comprend une moitié inférieure 96 attachée au-dessus de la paroi supérieure 74 et une moitié supérieure 98 fixée au moyen de charnières à l'arrière de la moitié inférieure 96. Le couvercle à char- nières 98 est muni d'une poignée 100 au moyen de laquelle on peut le sou- lever et l'abaisser facilement. La cage 94 comprend de même une moitié inférieure 102, une moitié supérieure 104 à charnières et une poignée 106.
Les couvercles à charnières 98 et 104 portent des électro- des de chauffage 110 et 112, respectivement. Ces électrodes sont mises électriquement à la terre avec grand soin ou reliées à la carcasse mé- tallique 2 d'une façon appropriée quelconque, de sorte qu'un circuit hau- te fréquence s'établit directement, ou par la carcasse, avec l'autre con- ducteur d'alimentation haute fréquence 22, représenté à la figure 7. Le dispositif de mise à la.terre de chacune des électrodes 110 et 112 com- prend une bande de 'cuivre 116. Quand une cage 92 ou 94 est fermée, ses électrodes de chauffage sont écartées l'une de l'autre de manière à re- cevoir entre elles la matière à chauffer de façon normale par pertes dié- lectriques.
La face inférieure de la paroi supérieure 74 de la sous- structure supérieure porte aussi un dispositif servant à commander l'ali- mentation en électricité ou les potentiels des paires d'électrodes de chauffage 84 et 110, et 86 et 112. En se référant plus particulièrement aux figures 1 à 4, ce dispositif comprend un bras de commande de commuta- teur à main 120 servant à actionner le commutateur de la figure 6 ainsi qu'un dispositif de mise à la terre sélectif pour.les électrodes de chauf- fage 84 et 86. Le bras 120 sort par une ouverture horizontale 121 prati- quée dans la paroi avant 72 de la pièce emboutie 64, et est muni d'un bou- ton 122.
Le levier de commutation 120 peut être tourné vers la droite ou la gauche autour d'un pivot 124, et maintenu par friction ou bloqué dans l'une ou l'autre de ses positions extrêmes.
@ Le pivot 124 du bras ou levier 120 est monté de manière ro- tativesdans un cadre fixé à la face inférieure de la paroi supérieure 74.
Ce'cadre comprend une plaque supérieure 140, une plaque inférieure de sou- tien 142 et des entretoises 144. La plaque inférieure 142 repose sur la paroi 14 et recouvre le trou 25 y pratiqué. Le pivot 124 a une section de plus petit diamètre sous la plaque 142 qui s'adapte dans la douille 50 du mécanisme de commutation représenté à la figure 6. Une vis de serrage 146, ou l'équivalent, bloque le pivot 124 dans la douille 50, de sorte qu'ils se déplacent solidairement quand on déplace le bras ou levier 120.
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Comme le montre plus clairement la figure 4, le bras-120 s'étend vers l'arrière au-delà du pivot 124 en forme de fourche 150 dont les deux branches portent une paire de barres ou tiges de mise à la terre 152 et 154 fixées par pivot. La tige 152 glisse dans une ouverture élar- gie 155 dans le tube 88; et la tige 154 glisse dans un trou semblable 157 dans le tube 90;' ces ouvertures servent de guide à la tige 152 ou 154 pour l'amener contre un conducteur isolé 60 ou 62, suivant le cas. Les tiges 152 et 154 sont métalliques, et des ressorts de contact 160 et 162 respective- ment frottent contre eux. Ces ressorts 160 et 162 sont soigneusement mis à la masse de la carcasse 2 et assurent ainsi une mise à la terre supplé- mentaire constante des tiges.
La face inférieure de la paroi supérieure 74 de la sous- structure supérieure porte de part et d'autre du levier 120, une paire d'in- terrupteurs normalement ouverts-164 et 166. @
Le fonctionnement de l'appareillage décrit est le suivant: Quand on tire le bras ou levier de commutation 120 vers la gauche sur la figure 4, son pivot rotatif 124 auquel le levier est rigidement fixé fait tourner la douille 50 de façon que le levier 46, 48 amène le couteau 38 en contact avec la lame fixe 40 et hors de contact de la'lame fixe 42, comme indiqué à la figure 5.
Le conducteur à'haute fréquence et haute tension 24 est de ce fait relié au contact 40 de sorte que de la tension haute fré- quence est appliquée à l'électrode de chauffage isolée 84 par l'intermédiai- re de la self 56 et du conducteur rigide 60. Quand le bras ou levier 120 est amené ainsi vers la gauche, il écarte aussi la tige de mise à la terre 152 du conducteur rigide 60 tout en poussant l'autre tige de mise à la ter- re 154 en contact électrique avec le conducteur rigide 62 attaché à l'élec- trode de chauffage isolée 860 Par conséquent, l'électrode de chauffage isolée 86 se trouvera au potentiel de terre, et on peut sans danger ouvrir la cage 94 et placer de la matière à traiter sur cette électrode de chauf- fage.
Une fois la cage 94 fermée, le levier 120 peut être amené vers la droite. Ce mouvement écarte le couteau 38 de la lame 40 et le met en contact avec la lame 42, comme indiqué à la figure 6. Il dégage de même la tige 154 du conducteur rigide 62 et pousse la tige 152 en contact avec le conducteur rigide 60. Par conséquent, le courant à haute fréquence et haute tension du conducteur 24 peut aller à l'électrode de chauffage isolée 84 via le pivot 44, le couteau 38, le contact fixe 42, la self 58 et le conducteur rigide isolé 62. Pendant ce temps, l'électrode de chauffage 84 est mise à la masse de la carcasse 2 via le conducteur rigide isolé 60, la tige de mise à la terre 152 et le ressort 160. Par conséquent, on peut' ouvrir la cage 92, enlever la matière chauffée à l'intérieur et placer de la nouvelle matière à traiter sur l'électrode de chauffage 84.
On utilise ainsi successivement les cages 92 et 94 ; l'unechauffant la matière pendant que l'on recharge l'autre.
Le temps de commutation est très court. En résumé, la for- me d'exécution préférée de l'invention permet à un opérateur,d'utiliser son temps au mieux, le générateur haute fréquence étant pratiquement tou- jours en service, uniquement interrompu pendant la commutation. La mise à la terre de l'électrode de chauffage isolée non utilisée est importante.
Aux hautes fréquences employées, le court-circuit vers la terre empêche que des tensions apparaissent sur l'électrode de chauffage non utilisée'et sur ses connexions, par couplage capacitif.
La figure 7 donne un schéma de connexions électriques pou- vant être utilisé pour un appareil de chauffage diélectrique conforme à l'invention. L'alimentation réseau de l'appareil se fait par les conduc- teurs à basse tension 18 et 20. Le générateur haute fréquence 16 comprend un transformateur ayant un enroulement primaire 186 recevant du courant des lignes 18 et 20 par l'un ou l'autre de deux circuits de dérivation 188
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et 190. Le circuit 188 comprend un interrupteur 192 et l'interrupteur 166 en série, les deux interrupteurs étant normalement maintenus ouverts par des ressorts. Le circuit 190 comprend les interrupteurs 194 et 164 en série, normalement ouverts par des ressorts.
Chacun des interrupteurs 192 et 194 est attaché à la cage respective 92 ou 94, et s'ouvre quand on ouvre la ca- ge correspondante, restant ouvert aussi longtemps que la cage reste ouver- te. La figure 7 représente schématiquement la partie mobile 98 de la ca- ge 92 rabattue, fermant ainsi l'interrupteur 194 du circuit 190. La cage 94 est représentée ouverte de sorte que le couvercle 104 est dégagé de l'in- terrupteur 192, et celui-ci est donc ouvert.
Quand on tire le bras ou levier 120 vers la gauche, le cou- teau ou contact mobile 38 vient en contact avec la lame fixe 40. Au même moment, le bras ou levier 120 ferme l'interrupteur normalement ouvert 164.
Par conséquent, le circuit de dérivation 190 est fermé et l'énergie haute fréquence apparaît aux bornes des électrodes de chauffage 84 et 110 à l'in- térieur de la cage fermée 92. Le circuit.de dérivation 188 pour la cage 94 est ouvert en deux endroits, à l'interrupteur 166 commandé par le levier et à l'interrupteur 192 commandé par la cage. L'électrode de chauffage isolée 86 de la cage 94 est mise à la terre par la tige 154 ; etl'autre électrode de chauffage 112 de la cage 94 est mise à la terre en permanence.
Quand la cage 94 est fermée et le levier 120 ramené vers la droite, la tige de mise à la terre 154 se dégage du conducteur 62 et la ti- ge 152 met le conducteur 60 à la terre. Le générateur à oscillateur à tube sera cette fois alimenté par le circuit de dérivation 188 au lieu du cir- cuit 190, et l'énergie haute fréquence se trouve dans le conducteur 62.
Quoique l'on ait décrit la forme d'exécution préférée de l'in- vention, il est évident que les principes de celle-ci peuvent être appliqués à un générateur de chauffage diélectrique d'une autre forme que celle décri- te.
REVENDICATIONS.
1) Appareil de chauffage diélectrique comprenant un généra- teur haute fréquence et un assemblage pour l'introduction et le chauffage de la matière à traiter, caractérisé en ce que cet assemblage comprend plu- sieurs paires d'électrodes distinctes, les électrodes de chaque paire pou- vant recevoir entre elles de la matière à chauffer par pertes diélectriques et comprenant une électrode de chauffage isolée pouvant être connectée au générateur et un dispositif de circuits et de commutation capable de relier sélectivement les électrodes de chauffage des paires d'électrodes au généra- beur haute fréquence.
2) Appareil suivant la revendication 1, comprenant une carcas- se métallique eontenant le générateur haute fréquence, plusieurs cages pou- vant être ouvertes et fermées de manière indépendante sur la paroi supérieu- re de la carcasse, une électrode de chauffage à l'intérieur de chaque cage isolée de la carcasse et de la cage associée, et un dispositif de commutation à commande monté dans la carcasse pour connecter sélectivement et électri- quement les électrodes de chauffage à l'intérieur des cages au générateur.