BE353302A - - Google Patents

Description

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 mécanismes de contrôle convenant pour la régulation de la température   d'un   four . 



  L'invention se rapporte à des mécanismes detiés à contrôler l'évolution   d'un   phénomène mécanique ,physique on chimique comme par exemple fonctionnement d'un appareil tel qu'un   fonr   en fonction de diverses variables d'ordre mécanique ,   phys iq ue   on. chimique comme par exemple la température . 



   Les mécanismes de   contrôle   peuvent agir de diverses manières et par exemple par voie électrique . 



   Dans ce de rnier cas le mécanisme oomporte un bras de contact ou un organe équivalent dont la position est déterminée par la grandeur d'une variable , par exemple la température à l'intérieur d'un four. 



   Suivant l'invention le plot de contact coopérant avec le bras susdit pour fermer un circuit électrique est déplacé en fonction d'une autre variable , par exemple le temps écoulé à partir d'un instantinitial   -donné .     -De   cette façon il est possible de faire croître ou   décroître   la température à l'intérieur du four suivant une loi quelconque , appropriée pa r exemple à un traitement thermique déterminé. 



   L'invention prévoit également de faire coopérer le 

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 bras de contact avec deux plots éventuellement déplaçables comme spécifié ci-dessu le   contact     avec     l'on   de ces plots provoquant une intervention da mécanisme de contrôle qui ne cesse que lorsque se produit le contact avec l'autre plot. 



   L'invention prévoit aussi une disposition du bras de contact on de l'organe équivalent telle que l'établissement du on des contacts a   liea   sans empêcher la libre variation de la grandeur utilisée et notamment sans mettre obstacle à la libre dilatation d'une canne de dilatation utilisée par exemple dans le cas d'un régulateur de température . 



   Dans un mécanisme de contrôle agissant par voie électrique , l'invention prévoit également de disposer les pièces qui doivent venir en contact pour contrôler un circuit électrique de manière que lorsqu'elles sont amenées en contact elles subissent l'une par rapport à l'autre un glissement obtenu par exemple en montant l' une de ces pièces sur un ressort. 



   L'invention prévoit de plus que les pièces venant en contact pour contrôler un circuit électrique ,se meuvent quelque peu ensemble, après être venues en contact,par exemple en comprimant un ressort. 



   L'invention se rapporte également au fait que dans un mécanisme de contrôle actionnant une pièce mobile telle que notamment une soupape servant par exemple à contrôler le débit d'un fluide alimentant un four dont il y a lieu. de contr8ler la température , cette pièce mobile sera réunie à son élément moteur avec un certain   jeu ,   avec interposition ou non d'un ressort. 



   L'invention concerne également le fait de   contrôler   

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 l'alimentation d'un four au moyen   d'obturateurs   tels que par exemple des soupapes , en disposant ces obturateurs dans des dérivations des conduite d'alimentation de manière que le réglage ne s'opère que s ur une partie du débit   d'alimentation.par   exemple par tout on rien on de toute autre façon 
Dans le cas d'un mécanisme de contrôle comportant une canne dilatable influencée par la température par exemple d'un four et dont les variat ions de longueur déterminent les variations de position d'un organe du susdit mécanisme tel que par exemple un bras de contact, du genre mentionné ci-dessus ,

   l'invention prévoit de disposer cet organe par rapport aux éléments qui agissent sur lui de manière à compenser les variations du coefficient de dilatation de la canne aux diverses températ ures . c'est- à-dire que pour un même allongement de la canne ,   11 ampli-   t ude de la variation de distance entre l'organe susdit et l'élément avec lequel il   coopère ,   par exemple un plot de contact pourra être fonction de la température à laquelle se produit cet allongement . 



   Dans le cas où ce plot de contact est   mobile ,   l'invention prévoit notammant d'incliner la direction de sa trajectoire par rapport à la direction de la canne de dilatation. 



   L'invention est également :relative au fait d'utiliser pour la constitution de cette canne d'une part une matière présentant une assez grande résistance mécanique et un coefficient de dilatation élevé comme de l'acier austénitique et d'autre part une matière présentant un faible coefficient de dilatation comme de la silice . 

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   Les dessins annexés   indiquent   à titre exemplatif et non limitatif diverses formes de réalisation de l'invention applicables au contrôle de la température d'un fo ur . 



    L'invention   s'étend aux diverses particularités   originales.   que comportent les dispositions représentées. 



   Dans ces dessins : 
Fig.1 représente le circuit de contrôle d'un four chauffé à l'électricité . 



   Fig.2 représente le circuit de contrôle d'un four chauffé au gaz. 



   Fig.3 représente en perspective un des organes du dispositif représenté à la Fig.2 
Fig.2 montre.. un autre organe et notamment le dispositif d'actionnement d'une soupape . 



   Fig.5 est une coupe avec brisures d'une canne de dilatation établie suivant l'invention. 



   Dans le cas de la fig.1 le four 8 est chauffé électriquement par un courant amené au moyen de   deux   con-   ducteurs   61f et 61f' issus de deux bornes 6f et 6f' 
Dans   le   cas des   fig.1   et 2 la température régnant à l'intérieur du four agit sur une canne de dilatation aa qui peut être constituée par exemple de la manière qui sera indiquée à propos de la fig.5.

   Cette canne est sup- posée placée de, manière qu'une augmentation de température prouvoque un déplacement de son extrémité qui vient en contact   avec   le bras 7 dirigé de manière à faire basculer ce bras vers le plot de contact 7i   (fig.l)   ou 7k (fig.2) En   d'acérés   termes lors   d'une   augmentation de température la longueur dont cette canne se prolonge en dehors du four 2 diminue . 

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   Cette canne agit sur un mécanisme de contrôle qui règle la température régnant à l'intérieur du fo ur . Ce réglage. peut être effectué soit de manière à maintenir la température constante , soit de manière à faire varier cette température suivant une loi quelconque appropriée à un trai- tement thermique déterminé . 



   A  et   effet ,  la canne Sa agit sur un bras de contact 
7 pivoté en 7p et cela aux environs du point de pivotement de cette dernière de façon à amplifier les mouvements dûs aux variations de; longueur de la dite canne . 



   Dans le cas de la fig.l ,le bras de contact 7 coopère avec un plot de contact   7i   pour fermer un circuit électrique cout-circuitant an   solénolde   6 qui , lorsqu'il est traversépar un ocurant électrique provoque la fermeture du coupe   circuit   51 intercalé dans le conducteur 61f'   d'ali-   mentation du four lorsque le   solénolde   6 est court-circuité le courant cesse de le traverser et son noyau 5a solidaire du bras 5 se déplace en obéissant à   Inaction   du ressort de rappel 5r. 



   Afin de limiter l'intensité du courant de court-circuit passant par le bras de contact 7 et le plot   7i ,   une résis- tance 6r constituée éventuellement par une lampe est interca- lée dans le circuit, 
L'invention prévoit que le plot de contact 71   peut   être déplacé en fonction d'une variable quelconque ,notamment en fonction du temps écoulé à partir d'un instant initial' donné. 



   Le dispositif   produisant   ce déplacement est schématise aux dessins par le fait que le plot de contact 71 est disposé à l'extrémité d'une tige filetée s' engageant dans un écrou fixe 71 et susceptible   d'être   mise an rotation par un moteur 

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 7m qui peut être constitué simplement par un mécanisme d'horlogerie . 



   Le coupe-circuit 51 est réalisé au moyen d'une cuvette contenant du mercure   et,   dans laquelle plongent deux électro- des dont 1'une 5k reliée au levier 5 sort du mercure lorsque le noyau plongeur 5a sort du solénoïde 6. Quoique la rupture du circuit soit très brusque l'étincelle de rupture existante pourrait entrainer l'oxydation du mercure 
Afin de parer à cet   inconvénient   le mercure est suivant l'invention ,   recouvert   d'une couche d'eau ou de solution sqeuse de carbonate sodique . 



   L'ouverture du circuit de chauffe produite en 51 a pour effet   d'empêcher   l'accroissement de la température .   Aussit6t   que cette dernière baisse la canne de dilatation provoque un déplacement du bras contre l'action de son ressort de rappel 7r, le court-circuitage du solénode 6 cesse ainsi   d'exister   et le   courant   d'alimentation est à nouveau fourni au four 8. 



     Dans   le cas de la fig.2 lorsque le bras de contact 7 en venant en contact avee le plot   7k   a provoqué une interven- tion du mécanisme de contrôle , cette intervention ne cesse que lorsque le susdit bras de contact vient en contact   agec   un second- plot   7g.   



   Cette disposition permet de ne faire intervenir le mé- canisme de contrôle que lorsque la température varie au delà de certaines limites. 



     Le   bras   7   de contact est actionné par un bras auxiliaire 7' pivoté en 7p,soumis à l'action de la canne de dilatation 2a et d'un ressort de rappel 7r Le bras de contact 7 est constamment sollicité   à   prendre appui contre le bras auxiliaire 7' par un ressort de rappel   7r.

   Le   ressort 7'r du bras auxi- 

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 liaire 7' est capable de surmonter l'action du ressort 7r et par conséquent d'appliquer le bras 7 contre le plot   7k   lorsque l'extrémité de la canne de dilatation 2apermet ce déplacement Il est visible que la batée du bras   7   contre l'un   ou l'autre   des plots   7k   ou 7g ne provoque aucun obstacle au libre déplacement de l'extrémité de la canne 2a 
Le chauffage est réalis é au moyen de gaz amené par un conduit 10' pourvu d'une dérivation 10'd' dans laquelle est intercalé un obturateur 9' de réglage .   L'air   est amené par un conduit 10 pourvu d'une dérivation 10d dans laquelle est intercalé un obturateur 9 de réglage . 



   Ces obturateurs sont actionnés au moyen d'éléments mo-   teurs   9b et 9'b solidaires da noyaux plongeurs déplacés de manière à ouvrir les dites soupapes lorsqu'un courant tra- verse les solénoîdes   s   et   9's   placés en série entre les bornes .  .L'un   des conducteurs comporte deux parties 5m et 5f entre lesquelles est branché un interrupteur pourvu d'une armature mobile 5 sollicitée à fermer le circuit des solenoî- des par contact réalisé au plot 5k sons l'action du ressort de rapp el 5r. 



   Lorsque la température dans le   four 3   atteint une cer- taine valeur la eanne 2a amène le bras   7   en contact avec le plot   7k   ce qui met le solénoïde 6 en circuit . Ce solénoîde attire alors la masse en fer doux 5a de l'armature 5 de l'interrupteur qui coupe le circuit entre 5m et 5f. 



   En même temps l'interrupteur 5 ferme par contact avec le plot 6k un second circuit alimentant le, solénode 6. Celui- ci restera donc en action même lorsque le bras de contact 7 se séparera du plot de contact 7k. Cette séparation peut résulter soit d'un refxoidissement du four provoquant une 

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 contraction de la canne 2a soit d'un déplacement du plot 7k actionné par le moteur 7m. De plus cette séparation ne produit pas d'étincelle de rupture puisque les pièces 7 et 7k sont à ce moment mises en court-circuit par le contact des pièces 5 et 6k .Le   solénoïde   6 restera en circuit jusqu'au moment   où.   le bras de contact 7 viendra en contact avec le; plot 7g ce qui court-circuitera le dit solénoîde 6. 



   L'armature 5 pourra alors obéir à l'action de son ressort de rappel 5r et le circuit du solénoïde sera coupé, en 6k . L'étincelle de rupture en 6k est réduite parce que le circuits coupé en ce point ne comprend à   -Ce   moment que la résistance non 'inductive 6r. Le solinoîde reste mis hors circuit .La séparation ultérieure des pièces 7 et 7g ne produit pas   d'étincelle   de rupture , puisque à ce moment , le circuit du   soiénoid&   6 n'est plus le siège d'aucun courant. 



  Le moteur 7'm détermine le déplacement du plot de contact 7g, 
Ainsi que visible à la fig.2 la direction de la tra- jectoire du.plot de contact 7k est inclinée par rapport à la direction de la canne 2a. le choix d'une inclinaison appro- priée permet de compenser les effets dûs à la variation du coefficient de dilatation de la canne 2a aux diverses tem-   pé rat ure s.    



   La fig.3 représente un mode de réalisation de l'inter- rupteur actionné par le solanoîde L'armature 5 est pivotée en 5p autour d'une partie formant   couteau .   La partie 5a est située en face de la branche 6a traversée par le flux magné- tique engendré par le solénoïde 6.   Le   ressort de rappel 5r tend à fermer le circuit du fil 5k. Lorsque les pièces de contact 52 et 5' d'une part ou les pièces 62 et 5''d'autre part sont amenées à venir en contact , elles subissent   l'une   

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 par rapport à 1'autre un glissement obtenu en montant les pièces 52   et 68   sur des ressorts respectivement 51 et 61. 



   Ce glissement favorise le bon entretien des surfaces de contact Les ressorts 51 et 61 permettent d'autre part aux pièces 52 et 5'  ou.   68 et 5'' après qu'elles sont venues en contact de se mouvoir quelque peu ensemble tout en comprimant les dits ressorts de manière à produire une bonne pression de contact. 



   La fig.4 représente le dispositif d'actionnement des soupapes telles que 9a faisant partie des obturateurs tels que   9. Suivant   l'invention ,l'élément moteur 9b de la soupa- pe   a   lui est réuni avec un certain jeu et avec interposition d'un ressort 9r.De cette façon , au moment où la soupape 9a est entraînée dans le mouvement de l'élément moteur 9, celui- ci a déjà acquis une certaine vitesse et de plus l'entrefer est déjà diminue' de sorte que la force portante approche de sa plus grande valeur. 



   La fig. 5 représente un mode de réalisation d'une canne de dilatation établie suivant la présente invention. 



   Cette canne, est montée dans un support fixe 2' Ainsi qu'on le verra ci-après elle est agencée de manière que sous l'effet d'une augmentation de température son extrémité 21p se rapproche du suport 2a' c'est à dire que sa longueur libre diminue .La canne schématiquement représentée aux   fig.l   et 8 est effectivement supposée comme étant disposée de telle manière que sa partie libre se raccourcisse .sous l'effet d'une augmentation de température . 



   Suivant l'invention la canne comporte une partie de résistance mécanique relativement élevée   et   constituée par de l'acier   austénitique .  L'invention prévoit notamment   d'utili-   

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 ser un acier de composition approximative suivante : Fer   73 -     Silicium   0.5 Manganèse 0,2 Carbone 0,12 Cuivre 0.18 - Nickel 8 - Chrome 18. 



   -L'invention prévoit d'utiliser un tube 21a d'acier austénitique dont le coefficient de dilatation est relati- vement élevé , et de disposer de la silice 21b dont le coefficient est relativement petit , à l'intérieur de celui-ci.

Claims (1)

1. Ces parties à coefficients de dilatation différents sont prolongées par des parties de même coefficient de dilatation qui dans l'exemple représenté sont constituées par deux tubes. en acier austénitique l'un constituant le prolongement du tube déjà spécifié et 1'autre 21a' étant assemblé à la partie 21b constituée de silice . Le tube extérieur 2la est fixé au support Sa' , qui porte dans le prolongement du tube 21a en acier austénitique un tube 21m en métal ordinaire .Le tube intérieur en acier austénitique 21a' est prolongé par une tige 21n en métal ordinaire qui se prolonge elle-même par la pointe 21p R E V E N D I C A T I O N S 1.

   Mécanisme de contrôle agissant par voie électrique et comportant un bras de contact (7) dont la position est' déterminée par la grandeur d'une variable caractéristique du phénomène à contr8ler par exemple la température à l'inté- rieur d'un four , .caractérisé en ce que le plot de contact (71 7k, 7g) coopérant avec le bras (7) susdit pour fermer un circuit électrique est déplacé en fonction d'une autre variable par exemple le temps écoulé à partir d'un instant initial donné.

   2 Mécanisme de contrôle selon la revendication 1 comportant un solénoïde (6) inséré dans le, circuit électrique <Desc/Clms Page number 11> contrôlé par le bras et le plot de contact susdits , c a r a c t é r i s é en ce que ce solénoïde est court-circuité lorsque le contact est réalisé entre le bras et le plot (7i ou 7g).

   3. Mécanisme de contrôle agissant par voie électrique et comportant un bras de contact (7) dont la position est déterminée par la grandeur d'une variable caractéristique du phénomène à contrôler par exemple la température à 1'in- térieur d'un four c a r a c t é r i s é en ce que ce: bras coopère avec deux: plots de contact (7k et 7g) éventuellement déplacable ains i que spécifié dans la revendication 1 , le contact avec 1'en de ces plots provoquant une intervention du mécanisme de contrôle qui ne cesse que lorsque se produit le contact avec 1'autre plot.

   4. Mécanisme de contrôla selon la revendication 3 caractérise en ce que le bras de contact (7) susdit est réuni à l'une des extrémités d'un solénoïde (6) , les de ux plots (7k et 7g) étant chacun réuni à l'un des pâles et l'autre extrémité du solénoïde étant réunie à l'un de ces pôle ( 6f ) tandis que 1'autre pale est relié à une armature mobile (5) qui se déplace lorsqu'un courant parcourt le solénoïde de manière à venir en contact avec un plot (6k) relié à l'extrémité du solénoïde (6) connectée au bras de contact (7).

   5. Mécanisme de contrôle suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le déplacement de cette armature (5) ouvre et ferme un circuit électrique dont l'un des pôles est constitué par le pôle spécifié ci-dessus comme étant réuni à la dite armat ure qui coopère avec deux plots dont l'un est le plot s dit (6k) et 1'autre (5k) est un plot <Desc/Clms Page number 12> faisant partie du circuit ouvert et fermé par la dite armature (5) 6.

   Mécanisme de contrôle agissant par voie électrique et comportant un coupe-circuit formé par deux pièces suscep- tibles de venir en contact formées par exemple par l'armature mentionnée dans la revendication 5 et le ou les plots avec lesquels elle coopère c a r a c t é r i s é en ce que lorsque ces deux pièces (52 ou 62 d'une part et 5' ou 5" d'autre part ) sont amenées en contact elles subissent l'une par rapport à l'autre un glissement obtenu par exemple en montant l'une de ces pièces (52 ou 62) sur un ressort (51 ou 61) 7. Mécanisme de contrôla.

   agissant par voie électrique et comportant un coupe-circuit formé par deux pièces suscep- tibles de venir en contact dont l'une est éventuellement mue grâce à une action magnétique formées par exemple - par l'armature mentionnée dans la revendication 5 et le ou plots avee lesquels elle coopère ,caractérisé en ce qu'après être venus en contact réciproque , ces deux pièces (52 on 63 d'une part et 5' ou 5" d'autre part ) se meuvent quelque peu ensemble en comprimant un ressort (51 ou 61) constitué éventuellement par le ressort mentionné à titre d'exemple dans la revendication 6.

   8 Mécanisme de contrôle actionnant par exemple par voie électro-magnétique une pièce mobile (9a) telle que notamment une soupape servant par exemple à contrôler le débit d'un fluide alimentant un four dont il y a lieu de régler la température ,caractérisé en ce que ' l'élément moteur (9b). de cette pièce mobile (9a) lui est réuni avec un certain jeu , par exemple avec interposition <Desc/Clms Page number 13> ci' un ressort (9r) 9.

   Mécanisme de contrôla de la température d'un four alimenté au moyen de fluides dont le débit est contrôlé par exemple au moyen de soupapes (9a) commandées de la façon spécifiée dans la revendication 8 c a r a c t é r i s é en ce que les obturateurs dont la position est sous la dépendance du. mécanisme de contrôle sont disposés dans des dérivations (lOd et 10'd) des conduits d'alimentation (10 et 10' ) de manière que la réglage ne s'opère que sur une partie du débit d'alimentation par exemple par to ut on rien et éventuellement à la fois sur le comburant et sur le combus. tible 10.

   Mécanisme de contrôle comportant me canne dilatable (2a) influencée par la température et dont les variations de longueur déterminent les variations de position d'un organe (7) du sasdit mécanisme tel que par exemple le bras de contact mentionné dans les revendications 1 et 3 , c a r a c té r i s é en ce que cet organe (7) est mobile autour d'un pivot (7p) dont la position est choisie rela- tivement à elle des organes avec lesquels ce bras coopère notamment la canne s dite et par exemple un plot déplaçable (7k)

   ainsi que spécifié dans la revendication 1 de manière que pour un même allongement de la canne la distance entre le bras et ce plot mobile varie d'une quantité qui est fonction de la température à laquelle se'produit cet allongement.

   11 Mécanisme de contrôle selon la revendication 10 caractérisa en ce que la direction des dépla- cements du plot de contact (7k) fait avec la direction de la canne dilatable (Sa) un angle tel que Les variations <Desc/Clms Page number 14> de la distance susdite se produisant pour des mêmes allongements provoqués à partir de températures différentes correspondent aux variations du coefficient de dilatation de la canne susdite .

   12 Mécanisme de contrôle comportant un bras (7) dont la position est déterminée par la grandeur d'une variable caractéristique du phénomène à contrôler , ce bras pouvant être amené à buter contre une pièce de contact ,c a r a c t- t ér i s é en ce que le déplacement de ce bras dans le sens qui produit ce contact est réalisé sous l'action d'une sollicitation par exemple d'un ressort (7r) communiquant au bras une tendance à suivre il organe (Sa) qui en contrôle la position.

   13. -mécanisme de contrôle selon la revendication 11 , caractérisé en ce qae cet organe de contrôle agit sur le bras (7) susdit par l'interméi.iaire d'un bras auxiliaire (7') contre una partie duquel la sollicitation susdite tend à appliquer le premier bras (7) ,ce bras auxiliaire (7') ét,ant à son tour soumis à une sollicitation par exemple d'un ressort (?'r) capable de surmonter celle qui agit s ur le premier bras (7) et communiquant au bras auxiliaire (7') une tendance à suivre l'organe de contrôle (Sa).

   14. Mécanisme de contrôle comportant une canne dila- table (Sa) influencée par la température et applicable notam- ment au réglage de la température de fours c a r a c t é r i s é. en ce que cette canne comporte un tube en acier austénitique dont la composition serait par exemple approximativement la suivante : Fer 73 - Silicium 0.5 - Manganèse 0,2 Carbone 0,12 Cuivre 0,18 Nickel 8 - Chrome, 18. <Desc/Clms Page number 15>

   15 . Mécanisme de contrôle selon la revendication 14 c a r a c t é r i s é en ce qu'à l'intérieur du tube en acier austénitique est disposé un corps de coefficient de dilatation différent et formé de s.ilioe.

   16 Mécanisme de contrôle oomportant me canne dila table (Sa) formée da corps à coefficient de dilatation différents , c a r a c t é r i s é en ce que ces corps sont assemblés à des oorps ayant des coefficients de dilatation identiques entre eux et formés éventuellemtn par l'on des deux corps susdits par exemple dans le cas d'une canne établie selon la revendication 14 par l'acier austénitique . chacun des corps à coefficients de dilatation identiques pouvant de l'autre côté être assemblé à des matériaux usuels tels que de l'acier ordinaire .

   17 Mécanismes de contrôles réalisés et mis en oeuvre en substance de la façon décrite ou comme représenté à titre d'exemple aux dessins ci-annexés,,