Procédé d'échauffement de matières non métalliques et dispositif pour sa mise en aeuvre La présente invention a pour objet un pro cédé d'échauffement de matières non métalli ques, notamment de matières isolantes thermo plastiques et un dispositif pour sa mise en oeu- vre. Cet échauffement doit porter cette ma tière à une température telle qu'elle devienne au moins pâteuse, sinon liquide.
La matière chauffée à l'aide du dispositif approprié peut alors être transférée par pression ou écoule ment à un endroit et dans une forme voulus pour y servir de matière de remplissage ou d'enrobage, notamment de matière isolante, d'un conducteur d'électricité.
Selon l'invention, on obtient cet échauf fement par la chaleur dégagée lors d'une ré action exothermique d'une masse contenant au moins un métal en poudre pouvant réagir exothermiquement. On peut utiliser pour de telles réactions les poudres aluminothermiques, où l'aluminium ou un mélange aluminium magnésium réagit avec l'oxyde de fer sans ap port d'air.
Les buts de ce procédé sont d'ob tenir une extrême rapidité, un réglage exact de la température, une localisation concentrée à un endroit bien déterminé de l'énergie ther mique et une grande simplicité soit du pro cédé lui-même, soit de l'appareillage néces saire à son exécution.
L'utilisation de l'énergie thermique déve loppée par une réaction exothermique, notam ment aluminothermique, est déjà connue de- puis longtemps dans le domaine de la soudure autogène où l'on veut porter rapidement à la fusion, donc à des températures très élevées, des métaux, tout spécialement du fer. On a appliqué un tel procédé également, mais plus récemment, en électrotechnique, pour la sou dure des, métaux non ferreux, soit de l'alumi nium, soit du cuivre. Dans tous ces procédés, il s'agit de porter un métal à une température élevée, donc d'au moins à plusieurs centaines, sinon même plus de mille degrés centigrades.
Une telle réaction exothermique, par un do sage approprié des matières entrant en ré action et par une construction judicieuse du dispositif d'exécution, peut être réglée de telle manière qu'une petite quantité de matière non métallique soit, d'une manière simple et ra pide, chauffée à une température exacte et assez basse, dans certains cas inférieure à 100() centigrades.
Le dispositif pour l'exécution du procédé est caractérisé en ce que la matière à chauf fer est contenue dans un récipient en contact étroit avec une cartouche contenant la masse réagissant exothermiquement.
Le dessin annexé représente, de façon schématique et à titre d'exemple, quelques for mes d'exécution du dispositif pour la mise en aeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 montre une petite presse ma- nuelle dans laquelle on chauffe une matière à l'aide d'une cartouche contenant la masse ré agissant exothermiquement.
La fig. 2 est semblable à la première mais le dispositif ne contient pas de piston, la masse chauffée, devenue liquide, s'écoulant d'elle- même.
La fig. 3 montre un dispositif selon la fig. 1 placé sur un moule contenant la jonction des extrémités dénudées de deux fils isolés, moule dans lequel la matière chauffée peut être trans férée par pression.
La fig. 4 montre un dispositif où la ma tière à chauffer entoure un cylindre métalli que contenant la masse réagissant exothermi- quement.
L'appareil représenté schématiquement dans la fig. 1 est constitué par un tube 11 à sortie rétrécie 12. Un piston 13, muni d'une poignée 14, est placé dans ce tube. A l'exté rieur du tube en contact étroit se trouve une cartouche 15 remplie de la masse 16 pouvant réagir exothermiquement sans apport d'air. Dans la cartouche, une ouverture 17 au moins est prévue permettant d'y introduire une allu mette pour déclencher la réaction. Une poi gnée 18 permet de tenir l'appareil pendant l'opération. On enclenche la réaction par l'al lumage de la cartouche.
La réaction terminée, la matière contenue dans le cylindre 11, chauffée à la température voulue, est devenue pâteuse; on agit sur le piston pour la faire sortir du cylindre. La ma tière est transférée, par exemple, dans un moule 20, comme représenté dans 1a fig. 3, pour former une couche isolante autour de la jonction de d'eux fils métalliques 21. Si, par l'échauffement, la matière est devenue liquide, on peut se passer du piston et la faire écou ler par son propre poids dans le moule (voir fig. 2).
Les matières qui deviennent plastiques par l'échauffement sont des thermoplastes tels que le chlorure de polyvinyle, le polystyrène, le polyéthylène et d'autres corps semblables. Les matières isolantes qui deviennent liquides en tre 500 et 150o C de préférence appartiennent aux classes des cires, paraffines ou bitumes. Ces matières sont, soit en un seul ou en plu sieurs morceaux, soit sous forme de grains ou de poudres.
Un exemple de l'application du. procédé décrit pour une matière thermoplastique est le suivant : on place un morceau cylindrique (diamètre 8 mm, longueur 36 mm) de poly éthylène dans une petite presse en acier d'une longueur de 100 mm environ. La cartouche en carton qui entoure 1e cylindre de la presse a les dimensions suivantes : diamètre intérieur 15 mm; diamètre extérieur 30 mm; longueur 30 mm. Elle contient 15 gr de poudre alu- minothermique (mélange d'aluminium, de ma gnésium et d'oxyde de fer). Allumée avec une allumette spéciale (dite chrysanthème) cette poudre se consume en 30 sec.
La chaleur dé veloppée porte immédiatement le polyéthy lène à une température<B>de</B> 250o C, tempéra ture à laquelle il est bien liquide et peut être facilement transféré dans un moule. La rapi dité du procédé et l'absence de l'air en quan tité nuisible dans la presse empêchent que les caractéristiques diélectriques du polyéthylène soient défavorablement altérées par la chaleur.
L'exécution de la presse doit naturelle ment se faire selon les règles de l'art connues dans cette branche de la technique. Au lieu d'un simple piston on peut utiliser une vis ou tout autre moyen permettant de faire avancer la matière ramollie.
On peut également renverser i'emplace- ment relatif de la cartouche 15 et de la matière 19 à chauffer en plaçant la cartouche dans un récipient métallique 22 et celui-ci dans la ma tière 19 contenue dans un récipient extérieur 23, comme représenté dans la fig. 4. Le pro cédé d'échauffement est le même et la matière isolante arrivée à la température voulue peut, selon son état de viscosité, être versée ou trans férée d'une manière appropries dans un moule.
Le procédé décrit peut être utilisé dans l'électrotechnique et notamment dans la tech nique des câbles où, sur le chantier, sa sim plicité et sa rapidité de fonctionnement appor tent des avantages importants. On peut ainsi - comme le montre la fig. 3 - isoler les jonctions des fils isolés ou des câbles ainsi que leurs extrémités, et cela pour n'importe quel type de câble (haute et basse tension, télé communication, signalisation et autres).
On peut également faire des jonctions entre des pièces en matière isolante, telles que la gaine isolante d'un câble qui doit être jointe à un tube entourant une jonction ou à une boite en matière isolante formant tête de câble ; on peut relier également d'une manière étanche les protections isolantes, en matière thermo plastique, des gaines métalliques des câbles ou d'autres appareils.
Method for heating non-metallic materials and device for its implementation The present invention relates to a method for heating non-metallic materials, in particular thermoplastic insulating materials, and a device for its implementation. This heating must bring this material to a temperature such that it becomes at least pasty, if not liquid.
The material heated with the aid of the appropriate device can then be transferred by pressure or flow to a location and in a shape desired to serve as a filling or coating material, in particular as an insulating material, of a conductor of. electricity.
According to the invention, this heating is obtained by the heat given off during an exothermic reaction of a mass containing at least one powdered metal which can react exothermically. Thermite powders can be used for such reactions, in which aluminum or an aluminum-magnesium mixture reacts with iron oxide without the supply of air.
The aims of this process are to obtain extreme rapidity, an exact temperature control, a concentrated localization of the thermal energy in a well-defined place and great simplicity either of the process itself or of the process. equipment necessary for its execution.
The use of thermal energy developed by an exothermic reaction, in particular aluminothermic reaction, has been known for a long time in the field of autogenous welding where it is desired to melt rapidly, therefore at very high temperatures. , metals, especially iron. Such a process has also been applied, but more recently, in electrical engineering, for the hard solder of non-ferrous metals, either aluminum or copper. In all these processes, it is a question of bringing a metal to a high temperature, therefore at least to several hundred, if not even more than a thousand degrees centigrade.
Such an exothermic reaction, by appropriate dosage of the reacting materials and by careful construction of the executing device, can be controlled so that a small amount of non-metallic material is, in a simple and easy manner. steep, heated to an exact and fairly low temperature, in some cases less than 100 () centigrade.
The device for carrying out the process is characterized in that the iron-heating material is contained in a container in close contact with a cartridge containing the exothermically reacting mass.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, some embodiments of the device for carrying out the method according to the invention.
Fig. 1 shows a small manual press in which a material is heated by means of a cartridge containing the exothermically reacting mass.
Fig. 2 is similar to the first but the device does not contain a piston, the heated mass, which has become liquid, flowing by itself.
Fig. 3 shows a device according to FIG. 1 placed on a mold containing the junction of the stripped ends of two insulated wires, a mold into which the heated material can be transferred by pressure.
Fig. 4 shows a device in which the material to be heated surrounds a metal cylinder containing the exothermically reacting mass.
The apparatus shown schematically in FIG. 1 consists of a tube 11 with a narrowed outlet 12. A piston 13, provided with a handle 14, is placed in this tube. On the outside of the tube in close contact is a cartridge 15 filled with mass 16 which can react exothermically without supply of air. In the cartridge, at least one opening 17 is provided allowing a match to be inserted therein to trigger the reaction. A handle 18 makes it possible to hold the device during the operation. The reaction is initiated by lighting the cartridge.
When the reaction is complete, the material contained in cylinder 11, heated to the desired temperature, has become pasty; we act on the piston to get it out of the cylinder. The material is transferred, for example, into a mold 20, as shown in FIG. 3, to form an insulating layer around the junction of their metal wires 21. If, by heating, the material has become liquid, we can do without the piston and make it flow by its own weight into the mold. (see fig. 2).
The materials which become plastics on heating are thermoplasts such as polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene and the like. The insulating materials which become liquid between 500 and 150 ° C. preferably belong to the classes of waxes, paraffins or bitumens. These materials are either in a single piece or in several pieces, or in the form of grains or powders.
An example of the application of. The method described for a thermoplastic material is as follows: a cylindrical piece (diameter 8 mm, length 36 mm) of polyethylene is placed in a small steel press with a length of approximately 100 mm. The cardboard cartridge which surrounds the cylinder of the press has the following dimensions: internal diameter 15 mm; outer diameter 30 mm; length 30 mm. It contains 15 gr of alumminothermic powder (mixture of aluminum, magnesium and iron oxide). Lit with a special match (called a chrysanthemum), this powder burns in 30 sec.
The heat developed immediately brings the polyethylene to a temperature of <B> </B> 250o C, at which temperature it is quite liquid and can be easily transferred into a mold. The speed of the process and the absence of deleterious air in the press prevents the dielectric characteristics of polyethylene from being adversely affected by heat.
The execution of the press must naturally be carried out according to the rules of the art known in this branch of the art. Instead of a simple piston one can use a screw or any other means allowing to advance the softened material.
The relative location of the cartridge 15 and the material 19 to be heated can also be reversed by placing the cartridge in a metal container 22 and the latter in the material 19 contained in an outer container 23, as shown in FIG. fig. 4. The heating process is the same and the insulating material which has reached the desired temperature can, depending on its state of viscosity, be poured or transferred in a suitable manner into a mold.
The method described can be used in electrical engineering and in particular in cable technology where, on the site, its simplicity and speed of operation bring significant advantages. It is thus possible - as shown in fig. 3 - insulate the junctions of insulated wires or cables as well as their ends, and this for any type of cable (high and low voltage, tele communication, signaling and others).
It is also possible to make junctions between pieces of insulating material, such as the insulating sheath of a cable which must be joined to a tube surrounding a junction or to a box of insulating material forming the cable head; it is also possible to connect in a sealed manner the insulating protections, made of thermoplastic material, of the metal sheaths of cables or of other devices.