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Info

Publication number: BE358131A
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Description


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  "Four électrique à résistance pour traitement thermique des métaux ou autres substances" 
La présente invention se rapporte à des   perfectionne-.   mente apportés aux fours électriques à résistance en usage, perfectionnements ayant pour résultat d'obtenir à   égalité   de température réalisée : 
Un moyen direct très sensible et indéréglable de dé- tection de la température des matières à traiter . 



   Une protection certaine des :résistances chauffantes par diminution automatique de l'intensité du courant électrique qui les parcourt lorsque la température voulue est atteinte , 
Enfin une consommation d'énergie électrique très faible 

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 alliée à une remarquable égalité de température en tous les --points du four et à une résistance   mécanique.absolue   aux chocs pouvant s'exercer sur le corps de chauffe (chute possible de lourdes pièces métalliques) . 



   L'appareil se compose essentiellement fig. 1 (coupe   suiva.nt   l'axe diamétral a-a) d'un cylindre   tallique   droit b à base circulaire ou elliptique (ou même de toute autre forme) suivant la forme des pièces à traiter et fermé à sa partie inférieure par un fond en même métal . 



   Suivant la température. à envisager, ce cylindre est constitué par un métal faiblement magnétique ou dont le magné- tisme fort disparaît à une température bien inférieure à celle d'utilisation du four, métal pratiquement inoxydable dans les conditions de l'emploi et sans action chimique sur les corps à traiter. C'est ainsi que suivant la gamme des températures obtenir on utilise par exemple les bronzes de cuivre ou d'a-   luminium,   les mailleohort, la nickeline, les   ferro-nickel,   le nickel, les nickel-chrome, etc..., enfin, pour les températures élevées ou pour des traitements chimiques spéciaux les métaux précieux (argent, or, platine, tungetène, eto...). 



   Contre la paroi extérieure de ce cylindre est enroulé en spirale un fil résistant parcouru par un courant éleotri- que constituant le corps de chauffe . L'isolement du fil par rapport à la 'paroi métallique est réa.lisé par des perles en   .matière   réfractaire enfilées   bout à   bout, jointivement sur toute 

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 la longueur du   conducteur   A. la partie   inférieure   du cylindre, sous le fond est disposé un puissant électro-aimant d (en fer à cheval, bipolaire ou multipolaire, ou encore de forme circu- laire du type cuirassé) pouvant être excité par du courant continu ou alternatif . 



   Cet ensemble est contenu dans une enveloppe en   tôle e   de section homothétique de la section du   cylindre b,   l'espace libre entre les deux enoeintes étant rempli par un oalorifuge approprié f . La fermeture du four à la partie supérieure est réalisée par un couvercle en matière réfractaire ± divisé en deux secteurs égaux, convenablement articulés suivant h-h et équilibrés pour s'ouvrir suivant un axe diamétral a-a fig, 2 (plan schématique du four).

   Ce couvercle vient lui-même   stem..     botter   dans une couronne fixe également en matière- réfractaire 1 assurant l'obturation de l'espace annulairecalorifugé 'Enfin à la partie supérieure de   ltenveloppe e   et extérieurement à celle-ci est rapporté un f$ut j dans lequel vient coulisser une tige rigide à position réglable ± supportant une balance 1. 



     A   l'extrémité d'un des fléaux de cette balance est attaché un fil ou une tige métallique m pénétrant dans le four par un petit orifice spécialement ménagé au centre du couvercle g. 



   A ce fil ou à cette tige et à l'intérieur du four on suspend un corps magnétique et on rétablit l'équilibre de la balance cetteopération s'effectuant préalablement le four électrique se trouve hors circuit 

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Le fléau supportant le fil m porte en n un contact   oommanda.nt   directement ou par   rela.is   l'intensité du courant circulant dans le corps de chauffe .

   La   fig.   3 schématise un système de oommahde direct d'ouverture et fermeture du circuit électrique particulièrement simple et sûr, La variation de l'énergie électrique mise en jeu dans le corps de'chauffe est d'ailleurs réalisée par les artifices en usage en électro- technique (couplage en série ou en parallèle ou même en série- parallèle de deux ou plusieurs sections de l'enroulement chauf- fant), couplage de trois de ces sections en étoile ou en trian- gle dans le cas d'une alimentation par courant triphasé enfin et d'une manière générale, par variation de la différence de potentiel efficace aux bornes de   la   résistance de chauffage, que ce soit par interposition d'un rhéostat, d'un transforma- teur survoiteur-dévolteur, d'un régulateur à induction ou par tout autre moyen .      



   De toute façon le dispositif de commande de chauffe n sera prévu de manière à ce que la chauffe maxima du four s'ef- fectue lorsque le fléau de la balance s'incline vers le fond de celui-ci (attraction de la pièce magnétique par l'électro- aimant) et la chauffe minima au moment où le fléan revient à sa position d'équilibre (disposition du magnétisme fort   de-la   pièce) . 



   Ceci posé le mécanisme du   sys,tème   est le suivant : la balancer 'On entend par là tout appareilde quelque nature 

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 qu'ilsoit,'-permet tant   dévalue]*   la valeur .de la composante   verticale,pesanteur   et attraction   magnétique   sur la pièce (peson, ressorts et leviers combinés, etc..) étant préalable- ment équilibrée avec le corps magnétique qu'elle supporte, si l'on excite l'électro-aimant, l'attraction magnétique deve- loppée dans le corps   détruit   l'équilibre et le fléau s'incline vers le bas mettant le four à l'allure de chauffe forte . Cette attraction magnétique s'observe quelle que soit la   nature   du courant électrique alimentant l'électro-aimant (courant continu ou alternatif) . 



   L'enroulement chauffant étant dérivé aux bornes d'une source de   poarant   électrique, suivant le oas courant continu ou alternatif (dans cette hypothèse courant.de fréquence et phase quelconque) la température du four s'élève   graduellement   et lorsque la masse de la pièce magné'tique atteint la température critique de disparition du magnétisme fort (point de Curie), ce dernier disparaissant le fléau de la balanoe revient à sa position d'ésuillibre mettant le four à l'allure de chauffe minima . 



   L'application de ces dispositions et procédé permet, en faisant varier la nature du corps ou alliage magnétique suspendu au fléau de la balance (nickel,   magnétite,   fer et aoiers, cobalt', . etc...) d'obtenir la réalisation automatique : soit d'une tem- pérature constante égale à la température de   tran,sformation   du magnétisme fort du corps magnétique utilisé, soit   d'une   

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 température de   -l'enceinte   du four croissant très lentement partir de l'obtention du point critique de transformation dudit corps magnétique .

   Dans le premier cas la valeur de la chauffe minima du four est établie par construction ou réglée lors de l'application de telle façon   qu'à   ce régime la tempé- rature tende à décroître en dessous de celle correspondant au point critique de transformation, alors le magnétisme fort se rétablit, l'équilibre de la balance est de nouveau rompu ramenant avec la forte allure de chauffe la température désirée. 



   Dans le deuxième cas, l'intensité du   chauffage   minima est ré- glée de manière à ce que la température du four soumis à ce régime soitun peu supérieureà   la   température critique de transformation du corps magnétique lié à la balance; le magné- tisme fort de ce corps ne peut plus alors se rétablir et la, température du four continue à monter très lentement . 



   Le dispositif décrit etla méthode exposée au long du présent mémoire   conviennent   partisulièrement pour la réalisa- tion rapide et sure de la trempe des aciers . Dans ce cas il suffit de suspendre les pièces   à   traiter au fil ou tige um solidaire du fléau de la balance et d'équilibrer leur masse de sorte que le fléau revienne occuper la position horizontale. 



     L'électro-aimant   étant excité le fléau s'incline établissant automatiquement la-mise en chauffe du four au régime   fort .   



   Lorsque la température de transformation des pièces chauffées est atteinte   (température critique   de disparition du magnétisme 

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 fort) la balance revient d'elle-même à sa position d'équilibre rétablissant ainsi le chauffage doux, ce chauffage doux étant prévu oomme 11 a été expliqué plus haut à propos du deuxième cas, c'est-à-dire de façon à   ce,   que la température du four continue à monter très lentement .

   La trempe des pièces devant s'effectuer   à,   des températures variables suivant la composi- tion des aciers mais toujours voisines et supérieures à 1a température de leur point   critique,   il suffit à partir du mo- ment où ce point est obtenu de suivre les indioations données par un thermo-couple placé au voisinage immédiat des pièces pour être renseigné sur ltinstant précis auquel il convient d'effectuer   l'opération .   



   Ce procédé s'adapte aussi parfaitement aux opérations métallurgiques de recuit des métaux ou alliages. On place ces derniers dans le four et on suspend au fléau de la balance un corps magnétique dont le point critique   oorrespond à   une tem- pérature voisine de celle de recuit . C-es dispositions prises on est certain avec le chauffage fort de ne pas dépasser nota- blement la température de transformation, la lecture au galva- nomètre alimenté par le   thermo-oouple   permettant d'arrêter le recuit à la température désirée .

Claims

RESUME , L'originalité de l'invention réside en l'utilisation ' dans les fours électriques à résistance : 1 - d'une chambre de chauffe entièrement métallique ,permettant grâce à sa faible chaleur spécifique l'obtention d'une <Desc/Clms Page number 8> mise à température rapide a.vec la puissance électrique néces- saire minimum . La grande conductibilité calorifique des parois de cette enceinte conduit à une égalité remarquable de la. tem- pérature en tous les points du four, tandis que leur solidité garantit absolument le corps de chauffe .contre les chocs méca- niques pouvant résulter de chutes de pièces métalliques lourdes.

2 - d'un système détenteur et régulateur automatique de température très simple d'une grande sensibilité et-d'une sécurité absolue constitué par une balance dont l'équilibre est commandé par la variation de magnétisme d'un corps en fonction- de sa température , Un fléau de cette balance est solidaire d'un dispositif régleur qu'il asservit, dispositif réglant la quantité d'énergie électrique mise en jeu dans le four et par suite la température de celui-ci .

REVENDICATIONS 1 - Foui, électrique à résistance pour traitement thermique des métaux ou autres substances, caractérisé par une chambre de chauffe métallique, chauffée à l'aide de résistances électriques et convenablement calorifugée de préférence, en combinaison avec un système détecteur et régulateur automatique de température constitué par une balance dont l'équilibre est commandé par les variations (en fonction de sa température) du magnétisme d'un corps magnétique suspendu à cette balance da,ns l'intérieur de la chambre de chauffe et soomis à l'attrac- tion d'un champ magnétique, produit par un aimant, un bobinage électrique ou un électro-aimant et avec un dispositif de réglage <Desc/Clms Page number 9> dé l'énergie électrique mise en jeu dans la résistance de chauffage du four,

dispositif commande par la balance .

2 - Four électrique à résistance tel que revendiqué en 1 dans lequella balanoe normalement en équilibre lorsque l'attraction magnétique n'agit pas sur le corps magnétique, perd son équilibre dès que cette attraction se produit, en établissait alors automatiquement un régime de chauffage maxima par exemple du four, puis reprend son équilibre dès que le corps magnétique atteint la température correspondant à la disparition de son magnétisme fort et que l'attraction magné- tique cesse par suite, en établissant automatiquement un régime de chauffage minima par exemple du four .

3 - Four électrique à résistance tel que revendiqué en 1 et 2, dans lequel la valeur du ohauffage minima est cal- culée de manière à ce que la température du four tende à dé- or.oître au-dessous de oelle correspondant au point critique de transformation du corps magnétique, le magnétisme fort de ce dernier se rétablissant alors de manière à rompre à nouveau l'équilibre de la balance et à,maintenir en définitive la tem- pérature du four sensiblement constante et égale à celle de transformation du magnétisme fort du corps magnétique , 4 - Four électrique à résistance tel que revendiqué en 1 et 2 dans lequel la valeur du chauffage minima est calou- lée de manière à ce que,

la température d'équilibre du four résout légèrement supérieure à la température critique de trans- <Desc/Clms Page number 10> formation du corps magnétique, la température du four continue à monter très lentement sans que le corps magnétique puisse reprendre son magné'tisme fort , 5 - Application du four tel que revendiqué dans l'une des revendications ci-dessus à la trernpe des aciers, les piè- ces à tremper étant alors suspendues au fléau de la.

balance , 6 - Application du four tel que revendiqué dans l' une des revendications ci-dessus au recuit ou autres opérations métallurgiques des métaux ou alliages, ces derniers étant placés dans le four et au fléau de la balance étant suspendu un corps magnétique dont le point critique corresponde à une températurevoisine à celle du recuiton autr e .

7 -'Application du dispositif de détection magnétique tel que revendiqué en 1 tout système de four métallurgique existant, construit et chauffé par tons moyens connus, ainsi qu'aux réglages et applications industrielles revendiquées en 2, 3, 4 et 5 .