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" Plaque ohauffante électrique ".
On connaît les plaques chauffantes de capacité réduite, exécutées sous la forme dite " plaques chauffantes annulaires ", dans laquelle une réduction de masse est obtenue non pas par la . diminution du diamètre, mais par la suppression de la partie intérieure de la plaque.. ,
Ces plaques ont ltavantage que les récipients posés sur elles présentent une meilleure répartition de la chaleur dans le réoipient que dans le cas des plaques chauffantesà diamètre
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réduit. D'autre part, les plaques chauffantes annulaires de ce genre ont l'inconvénient que la partie intérieure du cercle n'est pas découverte, de sorte que par l'ouverture, la denrée à cuire peut pénétrer dans la plaque.
Pour empêcher cet accident, on a déjà fait connaître plusieurs plaques chauffantes à chauf- fage annulaires dans lesquelles la partie intérieure non chauf- fée est découverte, et ce découvert est disposé plus bas que la partie annulaire chauffante de la plaque; ces plaques peuvent être établies en une seule coulée ( matière fondue ).
Toutes ces exécutions ont toutefois l'inconvénient essen- tiel que le corps de la plaque en service à l'état chaud est exposé à de fortes tensions, par suite de la répartition iné- gale de la chaleur. La partie annulaire de la plaque chauffante arrive en service à des températures qui sont dans la zone du rouge, tandis que la partie inférieure non chauffée reste pra- tiquement froide. Les fortes tensions axiales ainsi provoquées, et partant du centre froid, déterminent une extension de la zone annulaire chaude. De ce fait, la matière se déplace de la zone annulaire chaude, car celle-ci n'a, par suite de la température élevée, qu'une très basse limite d'écoulement, vers le noyau interne.
Après l'arrêt du service, la zone annulaire se refroi- dit relativement vite, la température de la matière accumulée dans cette zone tombe, et la limite d'écoulement atteint très rapidement des valeurs élevées. Il n'existe plus alors aucune possibilité que la matière retirée dans la zone intérieure du noyau se déplace en sens inverse vers la zone annulaire. La con- séquence est que, par suite de ces tensions du matériel, il se produit des déformations de la partie annulaire de la plaque.
On voit ainsi que les corps de plaques de ce genre ne sont pas d'une forme stable, et par suite ne sont pas adaptés à un ser- vice durable. pour supprimer ces défauts, on a fait connaître une plaque
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chauffante à ohauffage annulaire, dans laquelle la partie inté- rieure non chauffée est reoouverte dtune membrane de tôle. Cettf membrane connue, avec ses cavités annulaires représentant un oorps de révolution, ne peut, par suite, se prêter élastiquement aux sollicitations éventuelles que dans la direction de son axe.
Effectivement, toutefois, la membrane devrait céder également aux efforts qui agissent radialement, ou se briser sous ceux-ci.
Des plaques chauffantes, dont la partie non chauffée est couver- te par des membranes de ce genre montrent avec le temps, par suite de contraintes exagérées, des fissures au bord de la mem- brane. Par ces fissures la denrée à cuire peut encore pénétrer et provoquer des dégâts.
Dtaprès ltinvention, tous les défauts qui ont été observés dans les plaques chauffantes à ohauffage annulaire connues jus- qu'à présent, peuvent être évités en constituant la partie médi- ane qui recouvre la zone non chauffée, et la plaque chauffante, de telle aorte qu'elles puissent suivre élastiquement les défor- mations ( changements de forme )causées par la tension d'origine thermique qui s'exerce dans un plan suivant deux directions.
Cet effet est obtenu au moyen d'une partie médiane ayant la for- me dtune pyramide plissée ou d'un tronc de pyramide.
L'invention sera expliquée de plus près à l'aide de des- sins.
Sur la figure 1, est représentée en partie la nouvelle plaque à chauffage annulaire dont la zone non chauffée montre comme partie médiane la figure d'un parapluie non entièrement ouvert. Cette partie médiane est ainsi une pyramide aplatie ou un tronc de pyramide, dont les faces sont plissées. Elle peut, par suite, suivre la dilatation de la partie annulaire de la plaque par suite de réchauffement. La figure pyramidale de la partie médiane permet l'agrandissement nécessaire du diamètre, et par suite aussi de sa périphérie.
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La partie médiane peut être exécutée séparément en tôle, et être fixée ultérieurement dans la partie annulaire de la pla- que, par exemple par soudure ou brasure. Plutôt que de rappor- ter une partie médiane spéciale en tôle on peut, plus simplement, disposer une plaque mince en fonte, qui'est fondue d'une seule coulée avec la partie annulaire de la plaque. L'effet d'une tel- le partie médiane est le même.
La forme dE la partie médiane pyramidale peut varier dans certaines limites, Ainsi, par exemple, la pyramide plissée pour- rait être prévue avec des plis ondulés qui peuvent de plus être plus ou moins courbes par rapport à leur axe longituudinal. Une telle partie centrale est représentée sur la figure 2. L'action de la partie centrale n'est pas influencée défavorablement si on lui donne cette forme. Par contre, le nettoyage de cette par- tie de la denrée qui a pu y tomber est très facilité.
Toutefois, il est à remarquer que même dans les plaques chauffantes décrites ci-dessus le noyau se trouve, à l'état froid, soumis à une pression considérable qui est dirigée radialement vers l'intérieur, Suivant l'invention, il est par suite proposé, de plus, de disposer, dans la partie annulaire extérieure chauf- fée, une partie médiane élastique déformable avec une tension préalable, qui est opposée à la tension qui prend naissance en service. De ce fait, on arrive à ce que, en particulier, lors de l'utilisation d'une partie médiane à paroi épaisse, par ex- emple en fonte, les tensions maximum se montrent au repos, et les tensions les plus faibles en service.
Ainsi, dans cette dis- position, les déformations non élastiques auxquelles il faut d'ailleurs s'attendre, agissent en opposition avec la partie médiane soumise à une tension négative. On choisira avec avan- tage la tension préalable négative de la partie médiane, de tel- le sorte que, même dans le domaine de travail, une tension pré- alable négative de moindre valeur subsiste dans la plaque chaude.
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Ainsi, dans la partie annulaire chaude de la plaque chauffante, régnera un état de tension avec un degré de tension réduit op- posé à celui des parties médianes qui forment un corps avec la partie annulaire de la plaque chauffante. Cette mesure élimine les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Dans les dispositions, suivant la figure 3, la partie mé- diane constituée en forte tôle, ou en fonte, est posée à chaud dans le corps annulaire de la plaque. Lors de la pose à chaud, il sera avantageux de porter l'anneau de la plaque chauffante à une température supérieure à sa température de service. Après le refroidissement et le réchauffage en service de la plaque chauffante, la partie médiane se trouvera alors sous une tension négative, et sa position sera assurée sans indétermination.
Dans la forme d'exécution suivant la figure 4, la partie médiane élastique est refoulée dans la partie annulaire de la plaque chauffante. Lors de cette opération, il sera avantageux, tout d'abord, de réduire le diamètre de la partie médiane par une déformation élastique dans un dispositif approprié, et d'in- troduire; dans cet état, la partie médiane dans l'ouverture de l'anneau de la plaque chauffante. Après suppression de la ten- sion préalable, la partie centrale fera ressort dans le sens de son état primitif et se comprimera elle-même fortement dans la partie annulaire de la plaque, et exercera, par suite, la pres- sion préalable désirée.
Une autre possibilité d'introduire la partie centrale dans le corps annulaire avec tension préalable consiste à choisir en conséquence la structure de la matière de la partie annulaire et de la partie centrale. En cela on doit utiliser les transfor- mations dans la structure du fer. Si l'on a soin, par exemple, par des mesures appropriées que la partie annulaire de la plaque ait une structure à prédominance ferritique et que la partie centrale ait une structure à prédominance perlitique et marten-
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sitique,, on peut choisir le traitement des deux parties de telle sorte que, à l'état froid, elles s'adaptent directement l'une à l'autre.
51 maintenant on porte l'anneau, avec la partie oentra- le montée sur lui, à la température du rouge, la partie médiane perlitique ou que prend également la structure ferri- tique.ais ctte transformation est associée, comme on le sait, avec un accroissement de volume et de dimensions. La conséquence en sera que la partie centralc se fixe fortement dans l'anneau de la plaque, et reçoit par suite, au refroidissement de l'an- neau extérieur, la tension préalable négative nécessaire. De plus, il serait concevable de réunir la partie centrale consis- tant en une piÍce fondue, avc la partie annulaire de la plaque chauffante, pendant 1'opération subséquente de la fonte de cette dernière.
Four cela, il serait seulement nécessaire de disposer la partie centrale, établie sous forme drôlement indépendant, dans le inouïe de fusion de la plaque chauffante. Elle sera alors, lors de la coulée subséquente de la partie annulaire de la pla- que, entourée par celle-ci, et la partie annulaire se contracte- rait sur la partie centrale, ce qui provoquerait l'état de ten- sion désiré.
Dans toutes ces formes d'exécution, il faut veiller à ce que la partie médiane soit disposée de telle sorte qu'elle soit protégée contre les détériorations extérieures, et que sa posi- tion soit maintenue une fois pour toutes. Il sera avantageux, pour autant que ce sera nécessaire, d'y ménager des rainures, des contreforts, etc...
Il faut mentionner, de plus, que la liberté de mouvement de la partie oentrale recouvrant la zone médiane non chauffée peut être utilisée pour la manoeuvre d'un contact de fermeture disposé sous la plaque chauffante. Cette double possibilité d'utilisation de la partie centrale élastique de la nouvelle plaque chauffante annulaire est montrée sur la figure 5.
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L'interrupteur actionné par le changement de forme de la partie centrale pourrait servir par exemple à provoquer la coupure du courant de chauffage en cas de dépassement d'une température dé- terminée. On arrive, ainsi, de façon simple, à un réglage sûr de la température de la plaque chauffante.
La partie centrale élastique peut, comme on l'a déjà men- tionné, être faite de matériel emboutissable, par exemple de la tôle, mais elle peut également être faite en fonte. Elle peut également être fabriquée séparément, toutefois, la plaque peut également être faite de telle façon qu'elle forme une unité con- struotive avec ltanneau de chauffage.
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"Electric heating plate".
Reduced capacity heating plates are known, executed in the so-called "annular heating plates" form, in which a reduction in mass is obtained not by the. decrease in diameter, but by removing the inner part of the plate ..,
These plates have the advantage that the containers placed on them have a better distribution of heat in the container than in the case of hot plates with a diameter.
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reduced. On the other hand, annular heating plates of this kind have the disadvantage that the inner part of the circle is not exposed, so that through the opening the foodstuff to be cooked can enter the plate.
To prevent this accident, several annular heating hotplates have already been reported in which the unheated inner part is exposed, and this uncovered is disposed lower than the annular heating part of the plate; these plates can be established in a single cast (melt).
All these designs have the essential drawback, however, that the body of the plate in hot service is exposed to high stresses due to the uneven heat distribution. The annular part of the hotplate comes into service at temperatures which are in the red zone, while the unheated lower part remains almost cool. The strong axial tensions thus caused, and starting from the cold center, determine an extension of the hot annular zone. As a result, the material moves from the hot annular zone, because the latter has, due to the high temperature, only a very low flow limit, towards the inner core.
After stopping service, the annular zone cools relatively quickly, the temperature of the material accumulated in this zone drops, and the yield point very quickly reaches high values. There is then no longer any possibility that the material removed in the inner region of the core will move in the opposite direction towards the annular region. The consequence is that, as a result of these strains in the material, deformations of the annular part of the plate occur.
It can thus be seen that the bodies of such plates are not of a stable shape, and therefore are not suitable for long-lasting service. to remove these defects, we made known a plate
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ring heater, in which the unheated interior part is reopened with a sheet membrane. Cettf known membrane, with its annular cavities representing a body of revolution, can not, therefore, lend itself elastically to any stresses in the direction of its axis.
Effectively, however, the membrane should also yield to forces acting radially, or break under them.
Heating plates, the unheated part of which is covered by membranes of this kind show over time, as a result of exaggerated stresses, cracks at the edge of the membrane. Through these cracks, the food to be cooked can still penetrate and cause damage.
According to the invention, all the defects which have been observed in the annular heating heating plates known hitherto, can be avoided by constituting the middle part which covers the unheated zone, and the heating plate, of such aorta. that they can elastically follow the deformations (changes of shape) caused by the thermal stress exerted in a plane in two directions.
This effect is obtained by means of a middle part having the shape of a folded pyramid or a truncated pyramid.
The invention will be explained more closely with the aid of drawings.
In FIG. 1, part of the new annular heating plate is shown, the unheated zone of which shows as the middle part the figure of an umbrella not fully open. This middle part is thus a flattened pyramid or a trunk of a pyramid, the faces of which are folded. It can, therefore, follow the expansion of the annular part of the plate as a result of heating. The pyramidal shape of the middle part allows the necessary enlargement of the diameter, and consequently also of its periphery.
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The middle part can be produced separately from sheet metal, and be fixed subsequently in the annular part of the plate, for example by welding or soldering. Rather than adding a special middle part made of sheet metal, it is possible, more simply, to place a thin cast iron plate, which is melted in a single cast with the annular part of the plate. The effect of such a middle part is the same.
The shape of the pyramidal middle part can vary within certain limits. Thus, for example, the folded pyramid could be provided with wavy folds which can furthermore be more or less curved with respect to their longitudinal axis. Such a central part is shown in Fig. 2. The action of the central part is not adversely influenced if it is given this shape. On the other hand, cleaning this part of the foodstuff that may have fallen there is very easy.
However, it should be noted that even in the heating plates described above the core is, in the cold state, subjected to a considerable pressure which is directed radially inwards. According to the invention, it is therefore proposed, moreover, to arrange, in the heated outer annular part, a deformable elastic middle part with a preliminary tension, which is opposed to the tension which arises in service. As a result, it is possible that, in particular, when using a middle part with a thick wall, for example made of cast iron, the maximum voltages are shown at rest, and the lowest voltages in service. .
Thus, in this arrangement, the inelastic deformations which one must moreover expect, act in opposition to the middle part subjected to a negative tension. Advantageously, the negative preliminary tension of the middle part will be chosen, so that, even in the working range, a negative preliminary tension of lesser value remains in the hot plate.
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Thus, in the hot annular part of the heating plate, there will be a state of tension with a reduced degree of tension opposite to that of the middle parts which form a body with the annular part of the heating plate. This measure eliminates the drawbacks mentioned above.
In the arrangements, according to FIG. 3, the middle part made of heavy sheet metal, or of cast iron, is placed hot in the annular body of the plate. During hot installation, it will be advantageous to bring the ring of the heating plate to a temperature higher than its operating temperature. After cooling and reheating in service of the heating plate, the middle part will then be under a negative voltage, and its position will be assured without indeterminacy.
In the embodiment according to FIG. 4, the elastic middle part is pushed back into the annular part of the heating plate. During this operation, it will be advantageous, first of all, to reduce the diameter of the middle part by elastic deformation in a suitable device, and to introduce; in this state, the middle part in the opening of the ring of the heating plate. After removing the preliminary tension, the central part will spring out in the direction of its original state and will compress itself strongly in the annular part of the plate, and will exert, therefore, the desired preliminary pressure.
Another possibility of introducing the central part into the annular body with prior tension consists in choosing the structure of the material of the annular part and of the central part accordingly. In this we have to use the transformations in the iron structure. If care is taken, for example, by appropriate measures that the annular part of the plate has a predominantly ferritic structure and the central part has a predominantly pearlitic and marten structure.
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Sitically, we can choose the treatment of the two parts so that, in the cold state, they adapt directly to each other.
51 now we wear the ring, with the entral part mounted on it, at the temperature of the red, the pearlitic middle part or which also takes the ferri- tic structure. But this transformation is associated, as we know, with an increase in volume and dimensions. The consequence will be that the central part is firmly fixed in the ring of the plate, and consequently receives, on cooling of the outer ring, the necessary negative preliminary tension. In addition, it would be conceivable to join the central part consisting of a melt, with the annular part of the heating plate, during the subsequent operation of melting the latter.
For this, it would only be necessary to place the central part, established in a strangely independent form, in the unprecedented melting of the heating plate. It will then be, during the subsequent casting of the annular part of the plate, surrounded by the latter, and the annular part would contract on the central part, which would cause the desired state of tension.
In all these embodiments, care must be taken that the middle part is arranged in such a way that it is protected against external damage, and that its position is maintained once and for all. It will be advantageous, as far as necessary, to provide grooves, buttresses, etc.
It should be mentioned, moreover, that the freedom of movement of the central part covering the unheated central zone can be used for the operation of a closing contact arranged under the heating plate. This double possibility of using the elastic central part of the new annular heating plate is shown in figure 5.
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The switch actuated by the change in shape of the central part could be used, for example, to cut off the heating current if a certain temperature is exceeded. In this way, a safe adjustment of the temperature of the hotplate is achieved in a simple manner.
The elastic central part can, as already mentioned, be made of drawable material, for example sheet metal, but it can also be made of cast iron. It can also be manufactured separately, however, the plate can also be made in such a way that it forms a constructive unit with the heating ring.