Dispositif de chauffage électrique par induction à haute fréquence. La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage électrique par induc tion à haute fréquence, dans lequel la subs tance à chauffer est destinée à être placée à l'intérieur d'une bobine de chauffage par in duction alimentée de courants électriques à haute fréquence. Un dispositif de ce genre est, par exemple, décrit dans le brevet suisse n 100060.
Or, suivant l'invention, un support pour la substance à chauffer (creuset, disque etc.) est pourvu de moyens de réglage permettant de régler sa position à l'intérieur de la bo bine de chauffage, ce réglage permettant d'ob tenir de l'uniformité dans le chauffage ainsi qu'un effet de chauffage maximum.
Ce dispositif peut être utilisé, par exem ple, au traitement thermique dans le vide de métaux réfractaires rares susceptibles de s'oxyder facilement, tels que par exemple le thorium, l'uranium, le zirconium etc. IL peut être utile pour la fusion ou le frittage de ces métaux en vue de réaliser un produit uniformément cohérent, pur et ductile.
De préférence, le support pour la subs tance à chauffer sera constitué par un com- posé de métal rare (par exemple de l'oxyde thorique) supportant des températures élevées sans se dissocier et ne pouvant pas conta miner la substance en traitement. Ce sup port pourra être porté, avec interposition de moyens isolants, par le support portant la bo bine de chauffage, et il pourra être combiné avec un écran recouvrant la substance à traiter afin d'y conserver la chaleur, cet écran étant constitué d'une matière ayant les. propriétés indiquées ci-dessus pour la matière du support.
Toutes ces dispositions sont fort avanta geuses dans le traitement thermique dans le vide des métaux réfractaires rares, tels que thorium, l'uranium etc., qui demandent par exemple pour leur fusion et leur frittage des températures extrêmement élevées et présen tent une grande avidité pour l'oxygène, où il s'agit d'obtenir un effet de chauffage maxi mum, tout en préservant le produit de toute contamination.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple; une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en élévation, partie en coupe i La fig. 2 est une vue en détail de la bo bine de chauffage et du support pour la subs tance à chauffer; La fig. 3 est une vue de détail du sup port avec une grande niasse métallique posée, présentant la forme d'une anticathode en disque pour rayons X, titi couvercle étant prévu pour conserver la chaleur.
Le dispositif représenté comporte titi corps creux oui enveloppe 1, une bobine de chauf fage par induction 2, en tungstène ou autre métal approprié, et un support 3 pour sup porter la substance à chauffer. L'enveloppe 1 comporte une partie en forme d'ampoule 4 pourvue d'un col tubulaire 5, se terminant par une bouche évasée 6 formant un siège 7 polir une pièce obturatrice 8 qu'on décrira plus loin. Le- siège 7 de la bouche évasée 6 est soigneusement rodé pour réaliser tin joint. her métique à la pièce obturatrice 8.
A l'extré mité supérieure de la partie en forme d'a.in- poule 4 est prévu Lui tube 9 qui communique avec l'intérieur de celle-ci et est destiné à être relié à tin dispositif d'évacuation capable de produire ni) vide excessivement élevé à l'intérieur de l'enveloppe.
La pièce obturatrice 8 comporte une por tion tubulaire 11, avec un élargissement 12 se terminant extérieurement par le prolonge ment tubulaire 13. Un fluide de refroidisse ment petit être injecté dans le prolongement 13 pour refroidir la pièce obturatrice 8. L'é largissement 12 s'ajuste par une surface tron conique 14 à joint étanche dans le siège 7 de la bouche 6, cette surface étant également rodée à cet effet, étant entendu, toutefois, qu'il petit encore être avantageux d'appliquer une couche de graisse consistante ou de talc entre les surfaces de contact pour assurer le joint absolument hermétique.
L'enveloppe 1 et la pièce obturatrice 8 sont faites de préférence en verre dur ou substance analogue, tel que du verre très riche en silice ou du quartz fondu.
Sur la portion tubulaire 11 de la pièce obturatrice font saillie à l'intérieur de l'am poule 4 deux tubes 15, 16 écartés l'un de l'autre et dont les extrémités sont rétrécies en 17 et en 1.8, avec des tiges de tungstène 19, 21 y scellées en place, qui servent de conducteurs d'amenée de courants à haute fré quence et de supports pour la, bobine de chauf fage par induction 2.
Les parties inférieures des tiges de tungs tène 19, '? 1 traversent les tubes 15, 16 et sont soudées ou autrement reliées, en 22, 23, aux câbles d'amenée de courant 24, 25 for més de fils de cuivre tressés et destinés à être reliés à une source de courants à haute fréquence. Une gaine en verre 26 entoure une portion du câble 2.1 pour l'isoler du câble 25.
En se référant à la fig. 2, on remarque que la bobine de chauffage par- induction 2 consiste d'un enroulement hélicoïdal de fil mé tallique, par exemple de tungstène. L'extrémité inférieure de celui-ci se termine par une jambe de support 27 et l'extrémité supérieure de l'enroulement se continue par une partie ra menée vers le bas et formant une jambe de support ?8. Le, jambes de support 2ï. 28 sont fixées de façon amovible dans des pinces de serrage 29, 31, constituées par des douilles métalliques, dans lesquelles sont fixées les extrémités superieures des tiges 19, 21 et les extrémités inférieures des jambes 27, 28 par l'intermédiaire de vis de serrage 32.
Le support 3 pour la substance à traiter comporte plusieurs tringlettes ou bras 33 s'étendant vers le haut en s'écartant vers l'extérieur, ces bras étant fixés en bas dans une douille 34, alors qu'ils sont libres à leur extrémité supérieure. Une tige de support 35 est centralement disposée à l'intérieur de la douille 34 et y est. fixée au moyen de vis 36.
L extrémité inférieure de la tige 35 est noyée dans un bloc isolant 37, par exemple en verre, dans lequel est également noyée l'extrémité supérieure d'une tige 38, tout en étant séparée de la tige 35, de sorte que les tiges 35, 38 sont séparées l'une de l'autre par une masse intermédiaire isolante. La tige 38 est fixée de façon amovible dans l'une de plusieurs ouvertures 39 d'une pince de ser rage 41, pourvue de vis de fixation 42. La pince 41 est assujettie, de façon réglable, au rnuven de vis 43. sur la tige de support 19.
Dans ces conditions de construction, le sup port ' peut être ajusté verticalement en hau teur par rapport à la bobine de chauffage 2, en même temps que sa position peut aussi être réglée dans le sens horizontal en intro duisant la tige 38 dans l'une ou l'autre des ouvertures 39 de la pince 41. En raison du bloc isolant 37, le courant passant par la tige 19 se trouve empêché d'arriver au sup port 3 et à la substance qui s'y trouve.
La construction ainsi réalisée facilite la mise en position correcte de la substance à chauffer par rapport à la bobine de chauffage de ma nière à obtenir l'effet maximum de chauffage.
Le support pour la substance à chauffer est de préférence établi en oxyde de thorium, de zirconium etc, libre d'impuretés qui puissent fondre ou se volatiliser pendant le chauffage de la substance à traiter, de façon qu'il ne puisse y avoir de contamination ou de com binaison avec le métal en traitement. Il a la forme d'une cuvette renversée 44, en oxyde thorique par exemple, reposant sur les extré mités supérieures des bras 33 de façon que celles-ci s'appuient contre la paroi latérale 45 de la cuvette renversée. De cette façon, le support est fermement maintenu en place.
Comme montré en fig. 1, la substance à traiter 46 peut être posée directement sur la cuvette-support 44. Elle peut avoir la forme d'une boulette ou d'un tourteau de poudre métallique agglomérée par pression en une masse compacte. Lors du chauffage, la subs tance métallique 46 sera fondue ou frittée, et on a trouvé que, dans des cas oû le métal avait été fondu, il ne s'étalait pas sur son support 44, mais se rassemblait plutôt en forme de boulette globulaire, comme repré senté à la fig. 1. Cette particularité indique la pureté du métal et sa liberté de toute con tamination.
Sur la fig.2; le support 44 porte un creuset en oxyde thorique 47, dans lequel se place la substance à chauffer ou à fondre. Ce creuset peut être conformé de façon à donner à la masse fondue toute forme désirée, constituant ainsi une sorte de moule dans lequel la substance peut être fondue.
Dans le traitement thermique de masses relativement grandes de métaux rares, comme en 48 sur la fig. 3, devant servir, par exemple, à la constitution de disques-anticathodes pour tubes à rayons X, il convient de couvrir la masse à chauffer d'un écran 49 de manière à diminuer les pertes de chaleur, le support 44 et l'écran 49 coopérant à retenir ou con server la chaleur au sein. de la masse, de façon à limiter la radiation de chaleur et à per mettre ainsi la réalisation de températures plus élevées, ainsi que d'un chauffage plus uniforme que sans écran.
En employant un écran constitué d'une matière ayant les pro priétés ci-dessus indiquées pour la matière du support 44, on peut faire chauffer de façon uniforme une grande masse de thorium ou autre métal analogue de manière à réaliser un corps métallique homogène qui est duc tile de part en part.
Bien entendu, le support pour la subs tance à traiter peut avoir une grande variété de formes.