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PROCEDE DE CHAUFFAGE INDUCTIF A HAUTE FREQUENCE, ET GENERATEUR APPROPRIE
A LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
L'invention concerne un procédé de chauffage inductif à haute fréquence de pièces à zone-de chauffage différente à l'aide d'un ou de plu- sieurs inducteurs ou bobines de chauffage (ou groupes d'inducteurs).
Par "zone de chauffage différente" on'entend ici que. dans les pièces en question.. par exemple de même formé et de même dimensions,,, la hauteur de la zone de chauffage diffère ou quepour une même hauteur de cette zones les pièces peuvent avoir une forme et/ou des dimensions différentes.
Dans un tel procédé, les inducteurs sont chargés simultanément avec des pièces différentes (voir par exemple le brevet américain n 2.271.916.
Ceci nécessite donc une source d9énergie à haute fréquence d9assez grande puissance pour permettre un chauffage convenable simultané de plusieurs piè- ces.
Toutefois, en pratique..\) il existe des cas dans lesquels il ne faut chaque fois chauffer qu9une seule pièce,, par exemple lorsque celle-ci est amenée séparément sur une courroie transporteuse,, les pièces pouvant alors en outre présenter de grandes différences de forme ou de dimensions.
L'avantage réside dans le fait que la puissance de la source d'énergie peut être notablement plus basse ce qui permet remploi d'un plus petit généra- teur H.F., car il ne faut chauffer chaque fois qu9une seule pièce,,, de sorte que la charge est plus petite que lorsqu?on traite simultanément plusieurs pièces. Cet agencement présente cependant un inconvénients le temps de chauffage doit être adapté-à chaque pièce et de plus.,, en général il faut changer les inducteurs pour chaque pièce.
La mise en oeuvre de l'invention permet d'obvier à cet incon- véniento
Suivant 1$invention.. dans le procédé précitée les inducteurs..\) qui sont branchés en parallèle, cnt, à vide une impédance différehte et de
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plus, ils sont dimensionnés ou réalisés de manière qu'au moins l'un d'eux comporte.. dans l'état où il est charge par la pièce une impédance qui est choisie par rapport à l'impédance d'au moins un des' autres' inducteurs éga- lement à l'état chargé par une pièce de façon telle que-les inducteurs qui sont alternativement chargés par les pièces,,, soient chauffés pendant des temps égaux ou du moins pratiquement égaux.
Ceci est particulièrement important lorsque l'impédance de l'inducteUr à vide est grande par rapport à celle de l'inducteur en charge.. car dans ce cas, le premier n'absorbe que très peu de courant.
Ceci assure l'avantage que la durée de chauffage qui est, par exemple., déterminée à l'aide d'un dispositif automatique,,, ne doit pas chaque fois être modifiée ou réglée pour des pièces différentes. Les pièces peuvent être en une matière différente et la température de chauffage d'une pièce peut différer de celle de l'autre.
Lorsque la puissance de la source d'énergie haute fréquence lé permets on peut utiliser,au lieu d'inducteurs simples des groupes d'induc- teurs .
Suivant une autre particularité de-l'invention lesdits induc= teurs ou groupes d'inducteurs ont, à l'état chargée la même impédance ou au moins pratiquement la même impédance, de sorte que les pièces de même matiè- re sont chauffées Jusqu'à pratiquement la même température,.-car l'ïntensi- té du courant reste pratiquement constante.
L'expression "pratiquement la même température" doit englober ici les tolérances qui sont considérées com- me admissibles dans le chauffage désiré. C'est ainsi que lorsqu'il faut sou- der un objet en fer blanc il importe peu que la température'de soudurë soit de 200 pour un objet et de 220 pour l'objet suivant ou bien que pour la trempe de pièces., la température soit de 750 pour l'une des pièces et de de 8300 pour l'autre.
Comme on le sait, la chaleur engendrée dans une pièce est pro- portionnelle à i2rt, expression dans laquelle 1 est l'intensité de courant, r larésistance de la matière traitée et t.la durée du chauffage. Comme les impédances des inducteurs alternativement chargés sont égales,, les intensi- tés de courant i seront également égales dans chacun des inducteurs et pour un même couplage entre l'inducteur et la pièce, l'intensité du courant engendré dans ces pièces sera également la même. La hauteur de la zone de chauffage et la durée t du chauffage étant toujours les mêmes, les températu- res engendrées dans les diverses pièces de même matière seront donc égales, car elles dépendent uniquement de la résistance r.
A une grande pièce à gran- de résistance r, on-fournit donc plus de chaleur qu'à une petite pièce,de sorte que l'énergie fournie en watts par une source d'énergie est chaque fois différente. Toutefois, une grande pièce nécessite, proportionnellement à sa masse, une plus grande quantité d'énergie pour atteindre une même tem- pérature qu'une petite pièce.
L'invention concerne également un générateur à haute fréquence, caractérisé par le fait qu'aux bornes de ce générateur sont connectés deux ou un plus grand nombre d'inducteurs ou de groupes d'inducteurs de dimensions et de réalisation telles qu'ils conviennent à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention.
La description qui va suivre en regard du dessin annexés donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu., partie de ladite invention.
Sur la fig. 1. un transformateur 2 est branché sur un généra- teur à haute fréquence 1. Sur l'enroulement secondaire de ce transformateur sont branchés en parallèle deux inducteurs 4 et 5. Les deux inducteurs 4 et 5 fonctionnant à vide, leur impédance est assez élevée, de sorte que le généra- teur ne fournit que très peu de puissance. On introduit la pièce 6 dans 1' inducteur 4 et on chauffe, par exemple., pendant 10 .secondes, après quoi on
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enlève la pièce.
Ensuiteil faut traiter une autre pièce 7, par exemple d'autres dimensions ou en une autre matière (éventuellement à une tempé-
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rature différente) A cet effets conformément à l'invention,, l9impédamce de l'inducteur 5 à l'état chargé par la pièce 7 est choisié par rapport à l'impédance de l'inducteur 4 chargé par la pièce 6 de façon qu'il suf- fise aussi d'un temps de 10 sec pour obtenir la température désirée pour la pièce 7. L'opérateur doit donc uniquement se tenir à ce temps de 10 secs ce qui favorise un travail régulier et rapide et élimine les' possi- bilités d'erreurs. Ce chauffage alterné de pièces se rencontre par exem- ple, dans la fabrication de boites de conserves de diverses dimensions qui sont amenées par une courroie transporteuse.
Au lieu de deux indue- teurs, on peut aussi en brancher en parallèle un plus grand nombres lors- qu'un plus grand nombre de pièces différentes doivent être successivement traitées pendant des temps égaux.
Ce'procédé est particulièrement important lorsque le'temps est réglé automatiquement suivant un procédé connu et courant à 1-laide :d'un dispositif approprié à cet effeto Dans un tel cas, le générateur peut aussi être mis en circuit automatiquement à l'aide des interrup-
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teurs'8 et 9 (voir figo 2). Lorsque la pièce 6 est poussée dans l9ou verture de'l'inducteur 4,, l'interrupteur 8'qui est inséré dans le cir-
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cuit électrique du générateur. se ferme de sorte que le chauffage-s9ef- fectue pendant le temps réglés après quoi'le générateur est de'nouveau automatiquement mis hors circuit.
Après l'enlèvement de la pièce 6, 1'
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interrupteur 8 étant ouverte on peut introdùire- là pièce 7 dans l9indûc teur 5a ce qui prôvoque la fermeture de interrupteur 9s la mise en 'cir- cuit du'générateur et un nouveau chauffage pendant le temps réglé. L4 impédance de l'inducteur étant beaucoup plus grande à vide qu'en charge,, à vide 1?inducteur n'absorbe qu9une très faible puissance.. '
Les'fig. 1 et 2 montrent en même temps très nettement comment
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l9im.pédance de l'inducteur 5 est adaptée-à celle de 19inducteur 4jj à sas voir suivant le procédé décrit dans le brevet américain n 20528o711nc' est-à-dire par'l'emploi d'une ouverture additionnelle 10 en série avec 1' ouverture'active de l'inducteur 5.
par'une épaisseur 11 plus petite pour
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Pinducteur 5 que la hauteur 12 de 1?indncteur 'tandis qtz9en outres le fait que l'espace compris entre là pièce 7 et l'inducteur 5 est plus grand que celui compris entre la pièce 6 et 1?inducteur 4 exerce une cer- taine influence. L'ouverture 10 et la plus petite épaisseur 11 augmentent l'impédance de l'inducteur 5. La grandeur dé l'ouverture 10 peut être réglable par l'emploi de pièces intermédiaires déplaçableso
Si les pièces à traiter sont en une même matière' qu'elles doivent être chauffées à la même température et que le couplàge entre la pièce à traiter et l'inducteur est le même,. conformément à l'invention lesdites impédances en charge sont choisies égales ou pratiquement égales.
La iigo 3 montre deux inducteurs 13 et 14, qui sont utilisés à tour de rôle pour chauffer par induction chaque fois deux pièces. C9est ainsi par'exemples que l'inducteur 13 est d'abord chargé des pièces 15 et 16 après quoi l'induction 14 est chargé de deux autres pièces. Louvertu-
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re additionnelle 17 sert à régler l'impééance requise à 1-'état de charge qui sera en général égale à celle de l'impédance de 1?inducteur 13 en charge.
Une pièce intermédiaire déplaçable 18 permet de modifier l'ouverture 17 et
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partant 1-limpédance.
Sur la fig. 4, 1?impédance des inducteurs 19 et 20 en charge
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est choisie égale à celle des inducteurs 20 et 21p de sorte queici aussi on peut chaque fois chauffer deux pièces simultanément et ensuite, également simultanéments deux autres pièces dans les inducteurs 20 et 210 De préféren- ces en charges l'impédance des inducteurs 19 et 20 est la même ; desorte que les pièces 22 et 23 dont seule la périphérie est différente sont chauffées à la même température.
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Sur la fig. 5, les deux inducteurs identiques 24 et 25 sont chargés simultanément avec des pièces identiques 26 .et 27 après quoi l' inducteur 24 est chargé avec une seule pièce. L'impédance totale*en char- ge des inducteurs 24 et 25 est choisie ici égale à la moitié de celle'en charge de l'inducteur 28., de sorte que la puissance fournie par le géné- rateur aux pièces 26 et 27 diffère de celle fournie en charge à l'induc- teur 28 et que les temps de chauffage sont égaux. Toutefois la première puissance est subdivisée en deux parties égales sur les deux'pièces 26 et 27,, car en charge., les deux inducteurs 24 et 25 ont la même impédance.
Enfin, conformément à l'inventions il est recommandable que l'impédance des conducteurs d'alimentation des inducteurs branchés en parallèle'soit petite par rapport à l'impédance de ces inducteurs, ce qui permet déchan- ger l'endroit de connexion des inducteurs sans que l'impédance de ces in- ducteurs soit notablement influencée par l'impédance de ces conducteurs d'alimentation.