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DISPOSITIF DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION
A HAUTE FREQUENCE.
La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage par induction à haute fréquence permettant de localiser l'effet thermique à l'endroit voulu dana une pièce ou dans un assez- blage de pièces et particulièrement adapté au soudage longitudinal de tubes fabriqués par cintrage d'un feuillard.
Il est de pratique courante de faire défiler les tubes à souder à travers un inducteur parcouru par un courant-de fréquence et d'intensité
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convenables; les courants induits dans le tube se referment en particulier par le point de jonction des deux bords du feuillard, où doit s'opérer le soudage, mais une grosse partie de la puissance est dissipée inutilement dans les parties du tube non intéressées par l'opération.
La présente invention procure le moyen de concentrer le flux magnétique d'un inducteur à l'endroit devant être utilement chauffé; elle est caractérisée en ce qu'on utilise, conjointement l'inducteur classique entourant le tube à souder, deux ponts magnétiques, de préférence en ferrite, disposés parallèlement à la ligne suivant laquelle les deux bords du feuillard doivent être soudés, l'un à l'intérieur du tube, à proximité des borde à souder, l'autre extérieurement à l'inducteur et au tube, à pro- ximité de ceux-ci, de façon à constituer un circuit magnétique possédant deux entrefers situés de part et -d'autre de l'inducteur, l'un de petite section, dans lequel est situé le joint à souder, l'autre étant de section relativement plus grande, le pont intérieur étant recouvert,
sur la partie de sa surface latérale tournée vers les borde du tube, d'un écran bon conduc- teur s'étendant sensiblement depuis l'inducteur jusqu'un peu avant le joint à souder de façon à empêcher le flux magnétique de sortir par cette surface et à le concentrer dans la région du joint à souder et un autre écran bon
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conducteur étant placé, dans le même but, entre le pont extérieur et le tube, sur environ la même distance que le premier.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description ci-après et aux dessins annexés qui se rapportent à des exemples particu-. liera de réalisation.
La figure 1 représente une coupe longitudinale dans un tube défilant dans un dispo- sitif de chauffage suivant l'invention.
Le tube 1 se déplace, dans la sens de la flèche, à travers un inducteur constitué d'une spire 2, refroidie à l'eau, parcourue par un courant à haute fréquence, par exemple à 450 KHz; il eet formé par cintrage d'un feuillard, dont les deux bords se rejoignent en 3, par une machine non représentée.
A l'intérieur du tube est disposé, parallb- lement à la ligne de jonction des deux bords du feuil- lard, un barreau en ferrite 4 s'étendant depuis un peu au delà du point 3 jusqu'à une certaine: distance de l'autre coté de l'inducteur 2. Cette distance est à approprier pour obtenir le meilleur résultat. Le barreau 4 est muni, du côté tourné vers les borde du feuillard, d'un écran en cuivre demi-cylindrique 5 qui le recouvre depuis un endroit voisin de l'inducteur jusqu'un peu avant le point 3.
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A l'extérieur du tube et de l'inducteur est disposé un autre barreau en ferrite 6 vis-à-vis du premier et un écran en cuivre 7 est interposé entre ce barreau et la partie du tube comprise entre l'inducteur et un point situé un peu avant le point 3. L'écran 7 peut être constitué par exemple, oomme le montre la figure 2, d'une tôle en cuivre en forme de triangle, cintrée au diamètre de l'inducteur et fixée à celui-ci soit directement, soit par l'intermédiaire d'une pièce isolante. On peut avantageusement rendre démontable cette fixa- tion pour le remplacement facile de l'écran 7.
Du fait de leur perméabilité magnétique relativement grande, les barreaux 4 et 6 canalisent une partie importante du flux magnétique produit par l'inducteur 2 et la présence des écrans 5 et 7 empêche ce flux de sortir latéralement des barreaux et l'oblige à sortir par leurs extrémités en regard du joint à souder en suivant le trajet moyen repré- senté en pointillé à la figure 1. Il en résulte une grande concentration de flux aux environs du point 3 et comme, à cet endroit, les courante induits trouvent un trajet très court, l'effet thermique y est très important.
D'autre part, les barreaux 4 et 6 forment entre eux, du côté de l'inducteur opposé au joint à souder, un entrefer de section relativement grande
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qui étale le flux, d'où résulté un faible effet thermique dans les parties adjacentes du tube.
Cet effet peut d'ailleurs .être réglé à volonté, par exemple si on désire préchauffer les bords du feuillard, en agissant sur la longueur des barreaux et sur leur disposition par rapport au tube.
Au lieu de barreaux, on peut évidemment utiliser des pièces d'une autre forme appropriée au but recherché.
On peut également utiliser un inducteur comprenant plusieurs spires; en particulier, dans le cas de petits inducteurs dont les spires sont enrobées dans une résine synthétique convenable, on peut fixer l'écran 7 sur une face latérale de l'inducteur comme le montre la figure 3 soit par moulage dans la résine, soit par un moyen de fixation permettant le démontage.
On peut imaginer des variantes au dispos sitif décrit ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention.
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INDUCTION HEATING DEVICE
HIGH FREQUENCY.
The present invention relates to a high-frequency induction heating device making it possible to locate the thermal effect at the desired location in a part or in a fairly clamping of parts and particularly suitable for the longitudinal welding of tubes manufactured by bending of. 'a strip.
It is common practice to pass the tubes to be welded through an inductor carrying a current of frequency and intensity.
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suitable; the currents induced in the tube are closed in particular by the point of junction of the two edges of the strip, where the welding must take place, but a large part of the power is unnecessarily dissipated in the parts of the tube not concerned by the operation .
The present invention provides the means of concentrating the magnetic flux of an inductor at the location to be usefully heated; it is characterized in that one uses, jointly the conventional inductor surrounding the tube to be welded, two magnetic bridges, preferably in ferrite, arranged parallel to the line along which the two edges of the strip are to be welded, one to the inside of the tube, near the edges to be welded, the other outside the inductor and the tube, close to these, so as to constitute a magnetic circuit having two air gaps located on either side and -d 'other of the inductor, one of small section, in which is located the welded joint, the other being of relatively larger section, the inner bridge being covered,
on the part of its lateral surface facing the edges of the tube, a good conductor screen extending substantially from the inductor up to a little before the joint to be welded so as to prevent the magnetic flux from leaving through this surface and concentrate it in the area of the solder joint and another good screen
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conductor being placed, for the same purpose, between the outer bridge and the tube, over approximately the same distance as the first.
The invention will be better understood by reference to the following description and to the accompanying drawings which relate to specific examples. link of achievement.
FIG. 1 represents a longitudinal section through a tube moving through a heating device according to the invention.
The tube 1 moves, in the direction of the arrow, through an inductor consisting of a coil 2, cooled with water, traversed by a high frequency current, for example at 450 KHz; it eet formed by bending a strip, the two edges of which meet at 3, by a machine not shown.
Inside the tube is arranged, parallel to the junction line of the two edges of the strip, a ferrite bar 4 extending from a little beyond point 3 up to a certain distance from l 'other side of inductor 2. This distance should be appropriate to obtain the best result. The bar 4 is provided, on the side facing the edges of the strip, with a semi-cylindrical copper screen 5 which covers it from a place close to the inductor up to a little before point 3.
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Outside the tube and the inductor is placed another ferrite bar 6 vis-à-vis the first and a copper screen 7 is interposed between this bar and the part of the tube between the inductor and a point located a little before point 3. The screen 7 can be made for example, as shown in Figure 2, of a copper sheet in the shape of a triangle, bent to the diameter of the inductor and fixed to it either directly, or through an insulating part. This fixing can advantageously be made removable for easy replacement of the screen 7.
Due to their relatively high magnetic permeability, the bars 4 and 6 channel a large part of the magnetic flux produced by the inductor 2 and the presence of the screens 5 and 7 prevents this flux from coming out laterally from the bars and forcing it to exit through their ends facing the joint to be welded, following the average path shown in dotted lines in FIG. 1. This results in a large concentration of flux around point 3 and as, at this location, the induced currents find a very short, the thermal effect is very important.
On the other hand, the bars 4 and 6 form between them, on the side of the inductor opposite the joint to be welded, an air gap of relatively large section.
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which spreads the flow, resulting in a weak thermal effect in the adjacent parts of the tube.
This effect can moreover .être adjusted at will, for example if it is desired to preheat the edges of the strip, by acting on the length of the bars and on their arrangement with respect to the tube.
Instead of bars, one can obviously use parts of another shape appropriate to the desired goal.
It is also possible to use an inductor comprising several turns; in particular, in the case of small inductors whose turns are coated in a suitable synthetic resin, the screen 7 can be fixed on a side face of the inductor as shown in FIG. 3 either by molding in the resin, or by a fixing means allowing disassembly.
One can imagine variants to the operative device described above without departing from the scope of the present invention.