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CHAUFFAGE HAUTE FREQUENCE.
La présente invention concerne les appareils de chauffage haute fréquence et plus spécialement ceux à plusieurs postes de traitement compre= nant chacun un dispositif de chauffage haute fréquence, mais alimentés tous par une seule source de haute fréquence suivant une séquence qui peut se ré- péter indéfiniment.
On sait qu9une source d'énergie haute fréquence, telle qu'un gé- nérateur à osciller à tube, peut être utilisée plus économiquement quand son régime d'exploitation, c'est-à-dire le rapport entre le temps de travail et le temps de reposa est poussé au maximum. Quand un même générateur doit ali= menter successivement ou alternativement plusieurs postes de traitement, il se pose certains problèmes à cause de la fréquence élevée et des courants in- tenses utilisés.
Jusqu'ici des dispositifs d'alimantation sélective de plusieurs postes de traitement utilisaient un commutateur de circuits reliant les postes de traitement l'un après l'autre au générateur haute fréquence, un poste étant connecté pendant que tous les autres postes sont déconnectés et non alimentéso Quand un-poste de traitement est alimenté, on charge et décharge le ou les postes restantsOn déconnecte ensuite le poste alimenté en actionnant le com- mutateur, et on relie le générateur haute fréquence à un second poste de traitement.
On réalise ainsi un dispositif de grande capacité pouvant utiliser économiquement un générateur haute fréquence de puissance relativement faible par ce qu'il ne doit alimenter qu'un seul poste de traitement,, Cependant? 1' emploi d'un commutateur signifie l'emploi de contacts qui s'ouvrent t qui se fermenta de sorte qu'il faut utiliser un mécanisme de commutation compliqué pour faire passer des courants et tensions haute fréquence d'un circuit com-= prenant un premier poste de traitement à un autre circuit comprenant un se- cond poste de traitement.
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L'invention a principalement pour but de procurer un dispositif dans lequel un générateur haute fréquence peut débiter successivement sur plusieurs postes de traitement sans l'emploi d'un dispositif commutateur muni de contacts qui doivent s'ouvrir et se fermer.
Les principes de l'invention ont une application très étendue,, mais ils seront décrits ici dans leur application à des formes d'exécution préférées comprenant plusieurs postes de traitement haute fréquence dont cha- cun est muni d'un dispositif de chauffage constitué par un bobinage inducteur de chauffage.
Les postes de traitement sont connectés dans un circuit commun dépourvu de dispositifs de commutation pour le transfert de 1-'énergie., à 1' opposé de la méthode ancienne. Chaque poste de traitement comprend aussi un dispositif support qui maintient la pièce à traiter dans l'inducteur de chauf- fage associée
Pour que les inducteurs de chauffage soient mis en service sépa- rément, on place dans ceux qui ne contiennent pas de pièce à traiter une pièce en métal ayant la forme d'une spirale, d'un bloc ou autre forme simi- laire, le métal ayant une haute conductibilité comme le cuivre ou 1-'argent.
La pièce ou les pièces de métal sont couplées fortement aux inducteurs de chauffage non en service. En pratique, chaque pièce de métal est aussi proche que possible, de l'inducteur associée sans danger de contact ou d'étincelle cependant. Le couplage serré et la haute conductibilité des pièces métalli- ques rendant pratiquement l'inductance des inducteurs de chauffage non en service nulle peu d'énergie étant absorbée par ceux-ci.
Plusieurs formes d'exécution préférées de l'invention sont repré- senté"s, à titre d'exemple, aux dessins annexés.
La figure 1 est une coupe sensiblement suivant la ligne I-I de la figure 2.
La figure 2 est une vue de face, partiellement en coupe d'un dispositif de chauffage haute fréquence conforme à 1-invention.
La figure 3 est une vue de face, partiellement en coupe, d'une partie modifiée du dispositif des figures 1 et 2 ; La figure 4 est un schéma de connexions d'une autre variante de dispositif conforme à l'invention.
La référence 2 désigne.!) à la figure 1, un générateur à oscilla- teur haute fréquence à tube. Comme on le sait, un tel appareil est constitué par une carcasse contenant des tubes électroniques appropriée, des circuits,, transformateurs et autres appareillages pour la production et la commande gé- nérale d'énergie haute fréquence envoyée à une paire de connexions ou bornes 4 et 6 montées à l'extérieur sur un panneau de l'appareiloDeux conducteurs pour l'alimentation en énergie haute fréquence 10 et 12 sont reliés à un bout aux bornes 4 et 6 et de l'autre côté à plusieurs postes de traitement thermique.
Deux de ces postes 14 et 16 sont représentés dans la forme d'exécu- tion préférées et ils comprennent le nombre voulu d'inducteurs de chauffage ou ouvertures dans lesquels on place les pièces à traiter. Comme il est de pratique courante, les inducteurs de chaque poste sont semblables et peuvent être constitués soit par des bobinages distincts, ou par un ensemble équiva- lent à plusieurs bobinages.
Dans la forme d'exécution.décrite, l'inducteur de chauffage de chaque poste est constitué par une seule pièce dans laquelle on pratique des trous ou découpages dans lesquels on place les pièces à traiter,, cette pièce étant pour le poste 14 une plaque 22 avec les trous 18 et 20 et pour le pos- te 16 une plaque 28 avec les trous 24 et 26. Des encoches 30 séparent de maniè- re classique les trous d'un côté de la plaque de façon que chaque poste de trai-
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tement soit constitué par deux inducteurs de chauffage reliés en série.
Les plaques sont de préférence en cuivre ou en une autre matière à haute conduc- tibilitéa
Pour faciliter le travail et afin qu'un même opérateur puisse desservir les deux postes, l'ensemble inducteur 22 et l'ensemble inducteur 28 sont placés bout à bout et reliés en série aux conducteurs d'alimentation 10 et 12.Dans ce but, les extrémités des ensables 22 et 28 qui portent des encoches 30 sont mises face à face et les conducteurs d'alimentation 10 et 12 sont connectés électriquement, avec un contact intime, à un côté de chaque ex- trémité se faisant face.
Les autres côtés de ces extrémités sont réunis élec- triquement, avec un contact intime,, par un pont conducteur 32 consistant en une petite plaque de cuivrée De cette manière, les ensembles inducteurs 22 et 28 sont connectés dans un circuit série qui va,, sans interruption, de la borne 4 à la borne 6.
Suivant l'invention, les ensembles inducteurs de chauffage 22 et 28 sont mis alternativement et de .façon répétée en service pour chauffer les pièces à traiter qu'ils contiennent, sans faire usage de commutateurs d'interruption et de fermeture. Dans ce but, le dispositif comprend un ré- partiteur d'énergie entièrement séparé électriquement et mécaniquement des in- ducteurs de chauffage et des conducteurs d'amenée du courante
Le répartiteur d'énergie consiste en dispositifs de dérivation plutôt qu'en dispositifs de commutations, et comprend de préférence autant de' dispositifs de dérivation d'énergie qu'il y a de postes de traitement et au- tant d'appareils de dérivation dénergie qu'il y a de trous pour recevoir des pièces à traitero Chaque appareil de dérivation d'énergie comprend une spire ou un bloc métallique, ou l'équivalent,
fait en un métal à haute conduc- tibilité tel que le cuivre ou l'argent.Chaque appareil de dérivation d'éner= gie peut prendre deux positions une à l'intérieur du trou inducteur associé en relation inductive avec lui, et une à l'extérieur du trou, c'est-à-dire une position dans laquelle il n'est plus couplé inductivement avec l'inducteur.
Plus précisément, le dispositif répartiteur d'énergie porte la référence gé- nérale 42 et comprend plusieurs dispositifs de dérivation d'énergie 44 et 46 associés aux postes de traitement 14 et 16. Le dispositif de dérivation d'éner= gie 44 comprend les appareils de dérivation d'énergie 48 et 50 associés à 1' ensemble inducteur de chauffage 22; et le dispositif de dérivation d'énergie 46 comprend les appareils de dérivation d'énergie 52 et 54 associés à l'en- semble inducteur de chauffage 28. Pour la simplicité, les appareils de déri- vation d'énergie 48, 50, 52 et 54 sont représentés sous la forme de cylindres pleins qui s'adaptent exactement chacun dans un trou pour le placement d'une pièce à traiter d'un inducteur de chauffage, sans toutefois toucher les parois du trou.
Plus en détail, les appareils de dérivation d'énergie 48, 50, 52 et 54 sont associés respectivement aux découpages 18, 20, 24 et 26 des inducteurs de chauffage 22 et 28 des postes de traitement 14 et 16.
Le répartiteur d'énergie 42 comprend aussi des plateaux ou sup- ports mobiles 56 et 58 qui glissent sur des tiges verticales fixes 60 et 62 respectivement. Le plateau 56 est associé au dispositif de dérivation d'é- nergie 44 et porte, pendus à lui, des supports ou tiges 64 pour les appareils de dérivation d'énergie 48 et 50; et le plateau 60, associé au dispositif de dérivation d'énergie 46, est muni de supports ou tiges 66 pour les appareils de dérivation d'énergie 52 et 54.
Chaque poste de traitement comprend aussi un ou plusieurs porte- pièces servant à placer la pièce à soumettre au traitement thermique à fin- térieur de l'inducteur de chauffage associé.Comme le montre la figure 2, les postes de traitement 14 et 16 sont pourvus de porte-pièces 68 et 70 respecti- vement, disposés sous les inducteurs de chauffage 22 et 28, c'est-à-dire du côté opposé de ceux-ci par rapport au côté correspondant aux appareils de dé-
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rivation d'énergie.
Les porte-pièces 68 et 70 comprennent des plateaux porte- pièces 72 et 74 respectivement, chaque plateau support pouvant recevoir des dispositifs pour le logement des pièces à traiter correspondant au nombre de trous pour le placement des pièces pratiqués dans le poste de traitement as- sociéo Comme le montre la figure 2, les plateaux supports 72 et 74 portent des logements amovibles 76 et 78 respectifs pour les pièces. Chaque dispositif de logement est constitué par un siège sur lequel se place une pièce à traiter W et une tige de centrage de pièce 80.
Cette tige de centrage dépasse de beau- coup toute pièce à traiter qui pourrait être placée dans le logement associé,
Les postes de traitement 14 et 16 comprennent aussi des commandes alternatives 82 et 84 pour actionner les porte=pièces 68 et 70 respectivement., Les commandes alternatives 82 et 84 comprennent des tiges de piston respecti- ves 86 et 88 à mouvement de va-et-vient, commandées dans des cylindres à air comprimé convenables.
En ce qui concerne le fonctionnement de l'appareillage décrit jus- qu'ici, on peut supposer que le dispositif se trouve dans la position représen- tée à la figure 2 dans laquelle le poste de traitement 16 a son porte=pièce 70 chargé de pièces à traiter en fer W, la commande alternative 84 maintenant le porte-pièces levé de façon que les pièces à traiter W se trouvent à l'in- térieur des trous 26 et 24 de l'ensemble inducteur de chauffage 28. Le porte- pièce 68 et la commande alternative 82 du poste de traitement 14 sont alors abaissés, et on peut charger des pièces à traiter dans les logements 76.
On remarquera que: dans ces conditions, au poste de traitement 16, les tiges de centrage 80 du porte-pièces 70 ont relevé les appareils de déri- vation d'énergie 52 et 54 loin au-dessus de l'inducteur de chauffage 28 du poste de traitement associé 16. Dans cette position, les appareils de dériva- tion d'énergie ne sont plus couplés inductivement à l'inducteur de chauffe.
A l'autre poste de traitement 14 les appareils de dérivation d'é- nergie 48 et 50 sont descendus.!) par leur poids, à l'intérieur des champs mag- nétiques des trous 18 et 20 de l'inducteur de chauffage 22 du poste de trai- tement 14.Les appareils à haute conductibilité 48 et 50 sont couplés indue- tivement au maximum avec l'inducteur 22, et l'inductance de ce dernier est fortement diminuée à cause de son couplage serré avec les appareils de dériva- tiono
Si on met le générateur haute fréquence à oscillateur à tube 2 en marche pour envoyer de l'énergie haute fréquence aux conducteurs d'ali- mentation 10 et 12, le courant suit un seul circuit partant de la borne 4 et passant successivement par le conducteur 10, l'inducteur ou plaque 22 du poste de traitement 14, le pont 32,
l'inducteur ou plaque 28 du poste de traitement 16 et le conducteur 12 pour aboutir à l'autre borne 6. L'induc= tance de ce circuit est déterminée par l'inductance des conducteurs 10, 12 et 32 qui est invariable, et les inductances des inducteurs 22 et 28. Ceux- ci sont semblables sauf en ce qui concerne la matière placée à l'intérieur de la spire. Cette matière est constituée par les pièces à traiter W dans les trous 22 et 24 de l'inducteur 28 et par les appareils de dérivation d'é- nergie 48 et 50 dans les trous 18 et 20 de l'inducteur 22.
Si on suppose que les pièces ont été chauffées au poste 16, on peut couper le courant du générateur 2 et on peut tremper les pièces, si on le désire, avec des moyens non représentés. On actionne ensuite les comman- des alternatives 82 et 84 de manière à inverser les positions des porte-pièces 68 et 70, c'est-à-dire de manière à abaisser le porte-pièce 70 et à lever le porte-pièce 68. Quand le porte-pièce 70 du poste de traitement 16 a été abais- sé entièrement.on peut enlever les pièces traitées et les remplacer par des nouvelles
En descendante le porte-pièces 70 permet aux appareils de déri-
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vation d'énergie 52 et 54 du dispositif de dérivation d'énergie 46 de des- cendre dans les trous 26 et 24 de 1-'ensemble inducteur 28.
Les pièces du porte-pièces 68 du poste de traitement 14 se trou- vent maintenant à. l'intérieur des trous 18 et 20 de 1-'inducteur 22, et les appareils 48 et 50 du dispositif de dérivation d'énergie 44 sont remontés as- sez haut pour ne plus être couplés induetivement à l'inducteur 22.
Les conditions dans lesquelles se trouvent les postes de traite- ment 14 et 16 sont donc inverses de celles indiquées à la figure 2, et les pièces peuvent être chauffées au poste de traitement 14, tandis qu'au poste de'traitement 16, on peut enlever les pièces et en remettre des nouvelles.
Il est à remarquer que l'inductance totale des inducteurs de chauffage 22 et 28 du circuit série ne subit pas de changement appréciable quand on renverse les conditions de fonctionnement des postes de traitement 14 et 16, puisque on a électriquement interverti les inductances des ensembles inducteurs 22 et 28, sans plus.Le répartiteur d'énergie 42 dérive donc l'é- nergie d'un inducteur à l'autre en opérant alternativement les dispositifs de dérivation d'énergie 44 et 46 associés, respectivement, aux ensembles in- ducteurs 22 et 28.
Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 2, les dispositifs de dérivation d'énergie 44 et 46 du répartiteur d'énergie 42 sont actionnés alternativement ou successivement par la paire de commandes alternatives 82 et 84. Il est clair cependant que 1-'on peut utiliser tout dis- positif voulu pour placer les pièces à traiter dans les inducteurs de chauf- fage correspondants et les en enlever et pour enlever les appareils de déri- vation d'énergie des dispositifs 44 et 46 des mêmes inducteurs et les y repla- cer en cadence inversée.
La figure 3 représente une forme d'exécution dans laquelle une commande alternative pneumatique distincte 90 réglée par une soupape 92 lève et abaisse les appareils de dériva,tion d'énergie 95 et 97 de manière à les coupler inductivement à l'inducteur correspondant et à les sortir du champ inducteur alternativement. Dans ce but, la commande alternative consiste en un cylindre actionnant une tige de piston 98 reliée à un plateau support 100 auquel les appareils de dérivation d'énergie 95 et 97 sont pendue, comme dé- crit lors de l'étude dés dispositifs de dérivation d'énergie de la figure 1.
Tout dispositif convenable peut être employé pour régler l'arri- vée de courant aux bornes 4 et 6 du générateur 2 à tube oscillateur.La figure 4 reproduit un schéma simplifié qui représente aussi une forme d'exécution dans laquelle les appareils de dérivation d'énergie des différents disposi- tifs de dérivation d'énergie sont jumelés pour le cas de deux trous d'induc- tion alternativement en service d'un ensemble inducteur de chauffage, de fa- çon qu'il soit impossible que les deux dispositifs de dérivation d'énergie pénètrent en même temps dans les trous des deux ensembles inducteurs.
Deux inducteurs 110 et 112 sont connectés dans un circuit série ininterrompu 114 comprenant les conducteurs d'alimentation 10 et 12 venant du générateur à tube oscillateur 2. Un appareil de dérivation d'énergie 118 est associé à l'inducteur de chauffage 110, et un appareil semblable 120 est as- socié à l'inducteur 112.
Chaque appareil de dérivation d'énergie est relié à l'extrémité d'une tige de piston à mouvement alternatif 122 passant dans un cylindre à air comprimé 124 pour 1-'appareil de dérivation d'énergie 118 et dans '.::.: cylindre 126 pour 19 appareil de dérivation d'énergie 120.Un bras de jumelage mécanique ou levier 128 pivote en son centre entre les deux tiges de piston et les extrémités de ce levier passent dans une ouverture délimitée par les pointes 130 et 132 pour l'appareil de dérivation d'énergie 118 et les pointes 134 et 136 pour l'appareil 1200
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Les cylindres 124 et 126 sont commandés de toute manière appro- priée, par exemple par les soupapes respectives 138 et 1400 Quand une des tiges 122 est abaissée,
le levier 128 tourne dans un sens; la descente de l'autre tige 122 fait tourner le levier 128 dans le sens opposéo
Il est de plus, utile de déconnecter le générateur à tube os- cillateur 2 pendant le fonctionnement du dispositif de dérivation d9énergie comprenant les appareils de dérivation d'énergie 118 et 1200 Dans ce 'buta un interrupteur 142 à commande verticale est muni de leviers reliés à un cavalier 144 à cheval sur le pivot du levier 1280 Quand le levier pivote et approche une de ses positions extrêmes, il soulève l'interrupteur 142 qui ferme le circuit 146 comprenant un relais 148 qui commande les relais de contact 108. Quand le levier 128 occupe une position quelconque autre que ses positions extrêmes, la barrette 144 descend et 1-'interrupteur 142 s'ouvre.
Le relais 108 est donc désexcité et le circuit principal comprenant les con- ducteurs 102 et 104 s'ouvre. Le générateur à tube oscillateur 2 ne peut donc être mis en marche que lorsqu'un dispositif de dérivation d'énergie se trou- ve dans un des inducteurs de chauffage et que l'autre se trouve hors de l'in- ducteur correspondant.
Il est évident qu'une pièce à traiter est toujours placée dans l'inducteur de chauffage ne contenant pas de dispositif de dérivation d'éner- gie et que l'autre inducteur contenant un appareil de dérivation d'énergie se trouve hors service.
L'invention a été décrite sous des formes d'exécution simplifiées pour en faire ressortir les principes. Il est évident que son application est très étendue dans le domaine du transfert d'énergie à courant haute fréquence, sans l'emploi de contacts de rupture et de fermeture.
REVENDICATIONS
1. - Appareil de chauffage par induction comprenant plusieurs postes de traitement alternativement en service,\) caractérisé en ce que tous les postes de traitement sont reliés électriquement en série et qu'ils sont garnis à l'intérieur de pièces métalliques à haute conductibilité'. par exem- ple en cuivre ou en argent, au moment où ils sont vides de pièces à traiter, de façon que les postes qui ne sont pas chargés de pièces à traiter soient en fait court-circuités par ces pièces métalliques à haute conductibilité.