<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un dispositif de chauffage dos bords longitudinaux d'une bande métallique que l'on fait passer à travers le-dispositif.
Un tel dispositif est notamment prévu.comme une partie d'une installation destinée à la fabrication continue 'de-tubes soudés à partir d'une bande. Dans de telles instal- lations:, il.est connu de chauffer par induction,les bords longitudinaux de'la.bande à souder. A cet effet, on a déjà proposé, à. part d'autres -disposition:.;, de disposer les conducteurs électriques, le.'long des bords de la bande, à une distance si faible que les courants circulant dans lesdits conducteurs engendrent, dans les bords de la bande, des courants induits produisant la 'température désirée.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention concerne un perfectionnement d'un tel dispositif. L'invention a pour but notamment d'augmenter le ' rendement d'un tel dispositif.
Suivant l'invention, chacun des deux conducteurs inducteurs forme, avec ses tôles de transformateur et son amenée de courant, un ensemble, la distance entre lesdits deux ensembles étant réglable, et toutes les amenées de courant, à l'intérieur de chaque ensemble et entre les deux ensembles, étant disposées de telle façon que les champs magnétiques de ces amenées de courant se compensent les uns les autres.
L'invention sera exposée en 'référence aux dessins :
Fig. 1 montre un dispositif suivant l'invention, en coupe suivant la ligne I-I de la fig.2.
Fig.2 en est une vue en élévation.
Fig.3 montre une partie du dispositif, vue d'en bas.
Fig.4 est une représentation simple, en perspective, du parcours des courants.
Fig.5 et 6 sont également des représentations sché- matiques, en coupe suivant les lignes V-V et VI-VI de la fig. respectivement.
Fig.7 et 8 montrent le dispositif de commande électro-optique par en haut (partie de gauche).et vu de coté (partie de droite) respectivement.
Fig.9 montre, en plan, deux inducteurs disposés parallèlement l'un à l'autre.
Fig.10 montre une coupe suivant la ligne X-X de la fig.g, à plus grande échelle.
Fig.11 montre une courbe de la répartition de la température dans la partie de bande de la fig. 10.
Fig.12 montre une variante de la fig.10.
Dans le mode de réalisation représenté, deux con- ducteurs en cuivre 1 et 1' sont disposés parallèlement l'un à l'autre. Chaque conducteur est entouré d'un paquet de
<Desc/Clms Page number 3>
tôles de transformateurs 7 et 7' respectivement qui sont assemblées, par des vis 8 et 8' respectivement, dans un carter constitué, dans son sens longitudinal, de deux parties 2a, 2b et 2a', 2b' respectivement qui sont séparées par des pièces isolantes 2c.
De préférence, le conducteur 1 est isolé par rapport- aux tôles de transformateurs 7, par une isolation 9. Les mêmes caractéristiques qui seront décrites dans ce qui va suivre pour l'ensemble se trouvant à gauche aux fig. 1,5 et 6 sont également valables pour l'ensemble se trouvant à droite, les mêmes éléments étant désignés par le même chiffre de réfé- rence avec adjonction d'un accent "prime".
Le conducteur 1 est creux et est raccordé à une con- duite d'eau de refroidissement 10 (Fig.2).
Le carter 2a possède, à sa partie supérieure, un canal 22a débouchant à la face supérieure des tôles de transforma- teurs-7 et étant relié à un raccordement d'eau 23a. Des canaux et des raccordements d'eau correspondants se trouvent dans les carters 2b, 2a', 2b'. Sur le carter 2a, 2b est fixé un support constitué, tout comme le carter 2a, 2b, 2a' et 2b', de deux poutres,3a, 3b disposées l'une à la suite de l'autre et isolées l'une de l'autre. La poutre 3b comporte des bornes de raccordement 11 pour l'amenée de courant 12. Sur le support 3a, 3b est fixée, avec interposition d'une isolation 13, une poutre 4 munie de bornes de raccordement 14 pour un raccordement électrique 15. Les éléments 11, 12, 14 et 15 ne se trouvent que sur l'ensemble de gauche.
La poutre 3a est reliée à la poutre 3a' par une bande de cuivre 5 affaissée et suffisamment souple po.ur permettre une variation de la distance entre les ensembles de gauche et de droite. De la même façon, la poutre 4 est reliée par une bande de cuivre 6 à la poutre- continue 4'.
La poutre antérieure 3a' est séparée de la poutre
<Desc/Clms Page number 4>
4' par une isolation 13'. Par contre la poutre 3b' (fig.6) est reliée électriquement avec la poutre 4'.
Une tôle 17 formant blindage est solidaire des éléments 2a, 2b et 2a' et 2b' par l'intermédiaire d'une isolation 16 et 16'. La tôle de blindage 17 est reliée à une tôle de blindage inférieure 19 par des entretoises 18 et 18'. Les entretoises 18 et 18' comportent des ouvertures entre les blindages 17 et 19, et l'espace intérieur de tout le blindage est muni d'une amenée d'air 20. Les éléments 17 à 20 sont en une matière non magnétique, par exemple en aluminium, en acier à forte teneur en chrome-nickel, ou autres.
Aux bords longitudinaux, les tôles de blindage 17 et 19 sont conformées , de façon à constituer une fente ou tuyère de sortie dirigeant'l'air sous 'pression, introduit entre les dits blindages, de telle maniè@e que cet air pénètre dans l'espace entre les tôles de transforma- teurs 7 et le carter 2a, 2b pour refroidir ces dites tôles et pour empêcher en même temps que l'eau de refroidissement provenant du canal 22 et ruisselant sur les tôles de transformateurs 7
EMI4.1
ne tombe sur les -:;11100 de -:;:ronD':'c.u:.:;; :'J.".l'i;> 7 n-; a;.=z-ioiéz.a sus la bande 21 dont les bords sont à chauffer par les conduc- teurs 1, 1'.
Les amenées de courant 12 et 15 ainsi que les liai- sons de courant 5 et 6 ont la forme de larges bandes de cuivre.
EMI4.2
En vue du reftcidissement, elles peuvent être munies de tubes de cuivre k fixés par soudage et disposés en forme de grecques.
Ceci assure un refroidissement intense de ces éléments. Les blindages 17 et 19 comportent également des tubes de refroidis- sement k.
Les poutres 4 et 4' respectivement des deux ensembles sont munies, avec interposition d'une isolation 24, 24'., de pièces de guidage 25a, 25b et 25a', 25b' respectivement.
Ces pièces de guidage sont reliées entre elles par un longeron
<Desc/Clms Page number 5>
26, 26'. Les pièces de guidage peuvent être déplacées, dans le sens transversal, perpendiculairement à l'axe de la bande métallique, sur une platine commune 27. Cette platine 27 est suspendue rigidement,, à l'aide de supports 28, au bâti propre- ment dit de la machine. Le déplacement des ensembles de gauche et de droite par rapport à la platine 27 s'effectue par voie hydraulique. Un carter 29 monté sur la platine 27 comporte deux cylindres 30 et 31 dans lesquels se déplacent des pistons
32 et 33 reliés aux longerons 26 et 26'. Les pistons 32, 33 sont commandés par de l'huit amenée ou évacuée par des con- duites d'huile sous pression 34, 35, 36, 37.
Suivant les ordres de commande décrias ci-après, en peut déplacer l'en- semble de gauche et/ou @'ensemble de dreite, soit en commun soit séparément. La commande peut être assurée aussi d'une autre façon appropriée, par exemple à. l'aide d'engrenages mécaniques.
L'amenée du courant aussi bien à l'intérieur de chaque ensemble qu'entre les ensembles, s'effectue de telle façon-qu'on obtienme une compensation très poussée des champs.
Celle-ci ressort notamment des fig. 4,5 et 6.
A la fig.4, le parcours du courant est indiqué par des flèches, dans une vue schématique en perspective, dans laquelle les différentes poutres intermédiaires repré-' sentées aux fig. 1, 5 et 6 ne sont pas nettement distinguées pour augmenter la clarté.. La bande d'-amenée de courant 12 est raccordée à la partie 2b de l'ensemble de gauche. A partir de là, le courant parvient, à travers le conducteur 1, à la partie 2a. De là, le couranttraverse la bande 5 reliant la partie 2a à la partie 2a', c'est-à-dire l'ensemble de gauche à l'ensemble de droite, la largeur de cette bande étant égale, sur t-oute sa longueur, à la longueur totale des ensembles.
Le courant parvient à la partie 2a'de 1'ensemble de droite et de là, par l'intermédiaire du conducteur 1', à la partie 2b'.
<Desc/Clms Page number 6>
De 1.., le courant retourne par la bande 6 à l'ensemble de gauche et au retour de courant 15. Là bande 6 a également, sur tcute sa longueur, une largeur égale à la longueur des en- sembles. Aussi bien les bandes 5 et 6 que l'amenée de cou- rant et le retour de courant 12 et 15 respectivement se recouvrent; sur toute leur largeur.
Pour le chauffage uniforme des bords de la bande, la distance de couplage uniforme des conducteurs 1 et 1' des bords de la bande 21 est d'une très grande importance, Un dispo- sitif de commande électro-optique (fig.7) est prévu pour main- tenir cette distance' de couplage. Il peut être disposé à proximité immédiate en amont des ensembles 38, 38'. Comme connu en soi la position des b@@@@ de la bande 2@ par rapport aux inducteurs est contrôlée par des rayons laineux dirigés perpen- diculairement par rapport à la bande sur les bords longitudinaux et sur les organes récepteurs 39 et 39'.
Les organes récepteurs sont constitués, par exemple, par deux cellules photo-électriques juxtaposées 39a et 39b et 39a' et 39b' respectivement, dont les fentes d'entrée tournées vers les bords de la bande sont jointives suivant une ligne parallèle au bord de la bande. Pour supprimer le rayonnement propre des bords de la bande, on peut utiliser @ dans l'ensemble optique'une source de lumière modulée.
Les cellules photo-électriques sont reliées à des dispositifs de commandes connus en soi, de telle façon que les pistons 32 et 33 soient déplacés suivant la lumière reçue par les cellules photo-électriques, dans un sens ou dans l'autre, de telle façon que les ensembles de gauche et de droite 38 et 38' respectivement soient toujours maintenus, par rapport aux bords de la bande 21, dans une position telle que les lignes de séparation entre les fentes d'entrée des cellules photo-électriques 39a 39b 39a' 39b' respectivement coïncident exactement avec les bords de la bande 21.
De cette façon, on peut déplacer les deux ensembles
<Desc/Clms Page number 7>
du dispositif indépendamment l'un de l'autre à l'aide des deux organes 39, 39' et des deux pistons 32, 33, de façon à suivre chaque élargissement de la bande 21 et chaque déplacement laté- ral de celle-ci.
Au lieu d'être sensibles à une source de lumière par- ticulière, les organes électro-optiques 39, 39' peuvent aussi être agencés et disposés de telle façon qu'ils soient sensibles directement à la lumière émise par les bords de la bande. Si la largeur des bandes 21 ne varie que suivant des tolérances très faibles, on peut renoncer à une commande mutuelle et automatique des deux ensembles.
A la place du contrôle électro-optique de la position des bords de la bande, on peut, en principe, aussi prévoir un autre mode de contrôle.
A l'aide d'un tel dispositif, il est possible d'appro- cher les conducteurs inducteurs 1-1' des bords de la bande 21 jusqu'à. des distances ires faibles à maintenir constantes de façon à obtenir un rendement très élevé du chauffage par induction.
Les fig. 9 à 12 montrent l'inducteur destiné à chauffer la zone étroite au bord de la t8le ou de la bande métallique, à l'aide d'un conducteur inducteur disposé le long du bord.
Le mode de réalisation représenté a pour but d'assurer un gradient de température particulièrement raide de l'échauffement à quelques centaines de degrés qui est limité à une zone étroite.
Ce résultat est obtenu en donnant au conducteur in- ducteur une forme telle que la partie de la bande métallique parcourue par les courants induits produits pair le champ inducteur soit limitée.à une zone marginale dont la largeur est tout au plus de quelques millimètres. De préférence, le conducteur inducteur com- porte, transversalement à sa direction longitudinale, deux sur- faces de sortie de lignes de champ formant un angle entre élles dont l'une est disposée parallèlement ou sensiblement paral- lèlement au petit c8té de la t8le ou de la bande métallique,
<Desc/Clms Page number 8>
tandis que la distance de l'autre face de sortie de la surface de la tôle ou de la bande peut être supérieure à la distance- de la face de sortie citée en premier lieu du petit côté de la tôle ou de la bande.
'
La bande métallique 52 destinée à être conformée en tube se déplace dans le sens de la flèche P (fig. 9) entre deux conducteurs inducteurs 51, 51" de deux inducteurs, le conducteur 51 étant représenté en coupe à la fig. 10. Le conducteur inducteur 51 est constitué par une barre de cuivre dont la section, du côté tourné vers la tôle, comporte une échancrure rectangulaire avec les faces 51a et 51b. A l'intérieur, il comporte un espace creux 51c pour le passage d'un'liquide de refroidissement. Chacun des c@neucteurs 51, 51' est entouré d'un paquet de tôles de transformateurs 54 et 54' respectivement. Les dispositifs maintenant les conduc- teurs 51, 51' dans leur position et.les dispositifs amenant ne pas
EMI8.1
le courant aux conducteurw sonil représentés aux fig. 9 à 12.
Par rapport à la tôle 52, le conducteur 51 est dispo- sé de telle façon que la distance entre sa face 51a et le petit côté de la bande 52 est très petite ; elle est, de préfé- rence, d'environ un millimètre ou seulement un peu plus grande. Par contre, la distance de la face 51b à la surface de la tôle 52 est supérieure à la distance précitée ; elle est, de préférence, de quelques millimètres. Grâce à une telle disposition, on obtient un bon rendement et une répartition de température du genre représenté à la fig.11. La répartition de température à l'intérieur de la tôle 52 est indiquée par l'isotherme 53 correspondant, suivant fige '11 à une température d'environ 1350 . Un telle répartition de température est parti- culièrement' favorable pour l'assemblage des bords par soudure .en vue de former un tube.
En modifiant la position du conducteur 51 par rapport au bord de la bande 52 et éventuellement par une conformation
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
appropri.ée.-de la section du conducteur 51, on peut modifier la répartition de température et adapter celle-ci aux désidéra @a du traitement ultérieur. Fig. 12 montre une disposition desti- née à porter à la température de soudage les bords d'une bande bombée. La forme de la section du conducteur représenté 60 se distingue de la forme de la section du conducteur 51 de la fig. 10 uniquement par le fait que l'angle entre les'faces 60a et 60b est légèrement supérieur à un angle droit.
L'inducteur à conducteurs inducteurs angulaires suivant l'invention présente l'avantage qu'il peut être retiré facilement vers le haut de la bande ou de la tôle et que son effet peut être réglé en le soulevant. En outre, il présente
EMI9.2
l'avantage que lesb=ttitu^es qd s3 fa:r#nt lit ûatmber librement vers le bas.