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REVENDICATIONS
1. Dispositif connecteur pour relier le secondaire d'un transformateur avec une borne terminale de four-filière comprenant un connecteur (35) pour la borne avec un bloc (35a, 35b) électriquement conducteur doté d'une fente (46) adaptée pour recevoir la borne et de moyens (41, 100) pour ajuster la largeur de cette fente, avec des moyens (49) pour faire circuler dans ce bloc un fluide de refroidissement et des moyens (52, 53) pour raccorder le bloc à au moins deux barres de raccordement tubulaires (31, 32, 37, 38) agencées pour que le fluide de refroidissement du bloc puisse y couler librement et un connecteur (20) pour le terminal du transformateur.
2. Dispositif connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le connecteur (20) pour le terminal du transformateur comprend un second bloc de métal électriquement conducteur avec des moyens (21 à 25) pour raccorder une borne terminale du transformateur, une cavité (27) dans ce bloc entourée par deux bras allongés (29, 30) et prolongeant le bloc, la cavité (27) étant adaptée à recevoir un élément massif électriquement conducteur (50) et des moyens (90) pour rapprocher les bras allongés (29, 30) du bloc contre le membre massif électriquement conducteur (50), inséré dans la cavité (27) pour établir ainsi une liaison électrique entre le connecteur (20) du transformateur et l'élément massif (50) inséré dans la cavité (27).
3. Dispositif connecteur selon la revendication 2, dans lequel des fentes (33, 33a) sont prévues à chaque angle du bloc à la base des bras allongés (29, 30) pour leur permettre de se rapprocher l'un de l'autre quand une pression s'exerce sur leurs faces externes.
4. Dispositif connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le connecteur pour la borne d'un four-filière comprend une mâchoire d'étau avec deux coupelles triangulaires (107, 108) fixées aux poignées (101, 102) de l'étau (100), chaque coupelle étant agencée pour recevoir le bloc (35a, 35b) massif électriquement conducteur, une ouverture (40) étant prévue à la base de chacun des blocs massifs (35a, 35b) et adaptée pour être en prise avec une fiche (41), ces coupelles étant rapprochées l'une de l'autre quand l'étau est en position fermée pour mettre en prise les parois latérales de la fente (46) dans le connecteur et resserrer la fente en largeur tout en fermant l'ouverture (40) vers le bas du bloc massif (35a, 35b) autour d'une fiche (41) qui y est prise pour ajuster l'autre extrémité (42) des blocs massifs à une largeur précise.
5. Dispositif connecteur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément massif (50) est pourvu intérieurement d'un passage (51) pour fluide de refroidissement qui est relié avec les barres de raccordement (31, 32), de sorte que le fluide de refroidissement peut circuler du bloc (35a, 35b) du connecteur de four à travers une barre de raccordement et l'élément massif (50) et retourner au bloc.
6. Utilisation du dispositif connecteur selon l'une des revendications I à 5 pour relier le secondaire d'un transformateur avec une borne terminale de four-filière formant des fibres de verre.
Dans la fabrication de fibres de verre dans un four-filière à billes ou par procédé de fusion directe, des fibres de verre fondu sont tirées du fond du four-filière ayant plusieurs trous. Les fours-filières sont construits avec un matériel résistant au verre fondu contenu en eux, typiquement du platine ou un alliage platine/rhodium. Dans les fours-filières à billes fondues, des billes de verre de composition adéquate pour la préparation de filaments de verre sont introduites dans la partie supérieure du four-filière Åa chauffage électrique, et le verre fondu placé au fond du four-filière, qui a été fondu par le chauffage des billes de verre lors de leur passage dans le four, est tiré à travers de multiples trous ou buses situés au fond du four-filière et recueillis par enroulement, découpage ou d'autres procédés secondaires.
Dans le fonctionnement avec fusion directe, un lot de verres en morceaux est fondu en grandes quantités dans un four à verre et alimente l'avant-creuset, dont dépendent de multiples fours-filières et à travers lequel le verre fondu coule du four à travers l'avant-creuset dans les fours-filières. Les fours-filières sont aussi commandés élec triquement pour maintenir les températures de fusion entre 1090 et 1310 C ou plus.
Pour créer et maintenir les températures de fusion de verre propres aux filières à l'aide de chauffages électriques prévus dans les fours-filières dans l'un quelconque des procédés décrits, une contrainte très importante est exercée sur le four-filière due à la dilatation du four-filière, sur les éléments de chauffage et sur les conducteurs situés sur les côtés du four-filière, et qui transmettent le courant au four-filière. La puissance électrique est généralement fournie à travers deux bornes situées de chaque côté du four-filière et à travers des barres, branchées électriquement, d'un côté, aux bornes des fours-filières et, de l'autre côté, au secondaire d'un transformateur de puissance.
Entre les raccordements aux bornes des foursfilières et la sortie du transformateur, des barres de raccordement en cuivre sont utilisées, qui ont généralement la forme de cordons tressés de cuivre flexible tressé ou plus fréquemment de feuilles de cuivre flexible reliées ensemble et mécaniquement fixées à chaque extrémité à un connecteur adapté au raccordement, d'un côté, à la borne du four-filière et, de l'autre côté, au secondaire du transformateur. Des feuilles de cuivre flexible ou des cordons tressés de fil de.
cuivre flexible sont utilisés dans cet ensemble, pour que des tensions thermiques et mécaniques sur le four-filière et ses connecteurs soient absorbées par la souplesse de la barre de raccordement durant le fonctionnement pendant que le four-filière est chauffé.
Dans l'état de la technique actuelle, les barres utilisées pour conduire les courants aux fours-filières, typiquement de 3000 à 4000 A sous 3 à 7,5 V, sont passablement encombrants et lourds et peuvent peser avec les raccordements terminaux 8 kg et plus. Le poids de la barre de raccordement et les raccordements terminaux pour serrer la barre sur la borne du four-filière et le secondaire du transformateur contribue notablement aux contraintes du four-filière. Ainsi, à cause de ce poids combiné avec l'expansion thermique du four-filière chauffé à des températures élevées, c'est-à-dire à 1090"C ou plus, une contrainte mécanique considérable s'établit sur le four-filière, causant des fissures du four-filière dans bien des cisconstances et spécialement aux points de raccordements terminaux du four-filière, appelés généralement dans le métier les oreilles du four.
De plus, pour raccorder les barres de raccordement aux terminaux des foursfilières et des transformateurs, il est d'usage courant d'employer des boulons dans la zone du terminal du four-filière pour fixer solidement la barre de raccordement à l'oreille du four-filière. Une illustration typique des raccordements d'une barre de raccordement à un transformateur et à un terminal de four-filière est présentée aux fig. 3 et 5 du brevet US No 4003720. Parce que le raccordement du terminal du four-filière à la barre de raccordement est réalisé par une liaison à boulons, il est nécessaire d'ouvrir tous les boulons pour déplacer, lorsqu'on le désire, comme cela arrive souvent durant le fonctionnement du four-filière, pour rapprocher ou pour éloigner la barre de raccordement de la paroi du four-filière.
Cela est souvent très difficile parce que l'atmosphère autour du four-filière entraîne des dépôts d'eau et de liants sur l'équipement, rendant difficile la libération des boulons. Ainsi existe le besoin de disposer d'un terminal de four-filière et d'un ensemble de barres de raccordement de fonctionnement plus simple que ceux utilisés dans le métier, afin d'avoir un terminal de four-filière et une barre de raccordement moins encombrante en poids, ce qui diminue nettement les contraintes sur les oreilles des fours-filières, auxquelles le terminal du fourfilière et la barre de raccordement sont attachés, et d'obtenir un ensemble de raccordement de terminaux de fours-filières qui permette un ajustement rapide du terminal du four-filière par rapport à l'élément de chauffage du four-filière avec un minimum de temps et d'effort.
Il est aussi désirable dans la construction des terminaux de fours-filières et de barres de raccordement de limiter strictement l'utilisation des grandes quantités de matières électriquement con
ductrices, du cuivre en particulier, utilisées habituellement dans l'industrie pour faire ces raccordements.
Pour éviter ces inconvénients, la présente invention propose un dispositif connecteur tel que défini dans la revendication 1.
Le terminal du four-filière et la barre de raccordement font partie d'un bloc électriquement conducteur, généralement de forme carrée ou rectangulaire, fendu de préférence en deux parties. Le bloc lui-même est équipé, à l'intérieur, avec un passage de chaque côté du bloc pour l'écoulement du fluide et l'évacuation du fluide. Des moyens pour l'introduction du fluide dans une partie du bloc et pour l'évacuation du fluide depuis une seconde partie du bloc sont prévus.
Le bloc contient deux fentes placées généralement entre les deux sections, une fente étant adaptée pour recevoir une fiche dans un renfoncement complémentaire de diamètre précis, une seconde fente à l'autre extrémité du bloc étant adaptée à entourer une borne terminale d'un élément de chauffage de four-filière d'épaisseur précise.
Placés à une extrémité du bloc, un pour chaque moitié, il y a deux trous percés et effilés qui communiquent avec le passage intérieur des deux moitiés du bloc et sont construits et disposés pour recevoir les tubes électriquement conducteurs et refroidis à l'eau pour y être insérés.
La barre de raccordement comprend deux membres électriquement conducteurs, allongés, creux et tubulaires adaptés à l'écoulement d'un fluide de refroidissement à travers eux. A l'autre extrémité des dispositifs tubulaires raccordés aux deux extrémités du bloc formant le connecteur terminal du four-filière est placé un bloc solide de matière électriquement conductrice, percé de trous effilés, de sorte qu'un fluide de refroidissement peut couler dans une extrémité du bloc et s'écouler de l'autre extrémité, établissant ainsi une circulation de refroidissement entre le connecteur terminal du fourfilière et le bloc solide. Le bloc solide est construit et disposé dans sa géométrie et ses dimensions pour correspondre à un connecteur fendu du transformateur.
Le connecteur terminal du transformateur est construit et disposé à son autre extrémité, de sorte qu'il peut être raccordé au secondaire d'un transformateur de puissance. Le connecteur terminal du transformateur est généralement un bloc électriquement conducteur, plat et en forme de U, pourvu de deux parois latérales de matériau solide électriquement conducteur et d'une paroi arrière, comportant dans chaque angle une fente étroite pour donner de la flexibilité aux parois latérales lorsqu'elles sont serrées par des forces extérieures et déplacées l'une vers l'autre. Des moyens de serrage sont prévus sur les faces externes des deux parois latérales du bloc, de sorte que lorsque le membre de cuivre solide attaché aux barres creuses est inséré, le dispositif de serrage peut s'adapter aux parois extérieures du connecteur terminal du transformateur.
Une entrée d'eau est prévue sur une moitié du bloc terminal du four-filière et une sortie d'eau est prévue sur l'autre moitié, de sorte que l'eau introduite dans une moitié du bloc terminal du four-filière s'écoulera à travers l'une des barres de raccordement à travers le bloc de cuivre fixé à cette barre de raccordement et revient par l'autre moitié du connecteur terminal du four-filière après qu'elle a passé à travers le bloc de cuivre à travers la seconde barre de raccordement.
Des moyens sont également prévus avec le connecteur terminal du four-filière pour rapprocher les extrémités du connecteur l'une contre l'autre, quand elles sont fixées au connecteur de l'élément de chauffage du four-filière (I'oreille du four-filière), en exerçant une pression à une extrémité du bloc assemblé pour établir ainsi une liaison électrique entre le transformateur de puissance et l'élément de chauffage du four-filière.
Quand le dispositif est monté, les tubes creux, utilisés pour l'écoulement de l'eau à travers le connecteur terminal du four-filière et l'assemblage connecteur du transformateur, remplacent le cuivre tressé, utilisé selon l'état de la technique antérieure, ou les feuilles de cuivre alternées selon l'état de la technique antérieure, de sorte qu'on obtient une barre de raccordement entre le transformateur et un four-filière, tout en réduisant fortement les quantités de cuivre employées pour conduire le courant du transformateur à l'élément de chauffage du four-filière.
L'ensemble formé du connecteur du transformateur de puissance, de la barre tubulaire de raccordement du four-filière et du connecteur terminal du four-filière présente une réduction de poids par rapport aux connecteurs habituels du fourfilière et du transformateur avec la barre de raccordement plate à feuilles de 100% ou plus, réduisant ainsi substantiellement la contrainte s'exerçant sur les terminaux de l'élément de chauffage du four-filière, quand le transformateur est branché à eux à travers le dispositif habituel. De plus, la construction simplifiée du connecteur terminal du transformateur et le connecteur terminal du four-filière assurent une basse conductivité électrique entre le transformateur et le four-filière.
Enfin, la construction des connecteurs terminaux du four-filière et du transformateur facilite l'ajustement de leur position par rapport au four-filière, qui se fait en un minimum de temps par rapport aux dispositifs de l'art antérieur.
Pour une compréhension plus complète de l'invention, on se réfère aux dessins joints dans lesquels:
la fig. 1 est une vue en plan d'un connecteur terminal, d'une barre de raccordement et d'un connecteur de transformateur de construction habituelle;
la fig. 2 est une vue en plan du connecteur terminal du fourfilière, de la barre de raccordement et du connecteur du transformateur;
la fig. 3 est une vue en plan du connecteur terminal selon l'invention, montrant les chambres internes à fluide et la fente d'espacement;
la fig. 4 est une vue latérale du connecteur terminal du four-filière de la fig. 3;
la fig. 5 est une vue en plan d'une partie du connecteur terminal du transformateur;
la fig. 6 est une vue latérale d'une partie du connecteur terminal du transformateur de la fig. 5;
la fig. 7 est une vue en plan d'une autre partie du connecteur terminal du transformateur;
;
la fig. 8 est une vue latérale de l'objet de la fig. 7;
la fig. 9 est une vue en plan, partiellement en coupe, d'un moyen de serrage pour le connecteur terminal du transformateur des fig. 5 et 7;
la fig. 10 est une vue latérale des moyens de serrage de la fig. 9;
la fig. 1 1 est un moyen de serrage pour le connecteur terminal du four-filière des fig. 3 et 4 en position ouverte, et
la fig. 12 est le moyen de serrage de la fig. 1 I en position fermée.
Pour établir habituellement un raccordement électrique d'un transformateur de puissance à un four-filière pour former des fibres de verre, un dispositif comme représenté en fig. 1 est employé.
Comme on peut le voir aisément, le dispositif est construit avec un connecteur terminal 1 du four-filière, pourvu avec une conduite d'amenée 2 de fluide de refroidissement et une conduite d'évacuation 3 de fluide de refroidissement pour refroidir le bloc ou connecteur terminal 1. Une fente 4 est prévue pour permettre de fixer le connecteur terminal 1 à la borne du four-filière ou à l'oreille du four de sorte que le courant peut lui être fourni. Le connecteur terminal 1 du four-filière est fixé à son autre extrémité à de multiples feuilles de cuivre 5 grâce aux boulons 7 passant par les trous 8 et serrés de l'autre côté par des écrous non représentés.
L'autre extrémité des feuilles 5 est saisie dans le connecteur terminal 9 du transformateur, qui présente une ouverture 10, adaptée à une borne non représentée, qui est la liaison électrique avec le secondaire d'un transformateur de puissance. Une fente 11 est prévue dans le connecteur de transformateur pour permettre de serrer le connecteur terminal 9 pour transformateur autour de la borne du transformateur introduite dans l'ouverture 10. Un boulon 13 avec les écrous 14 et 15 est utilisé pour serrer le connecteur terminal 9 de transformateur sur la borne (non représentée) du transformateur qui est placée dans l'ouverture 10.
Passant à la fig. 2, L'ensemble des nouvelles liaisons électriques selon l'invention est représenté. Comme indiqué sur la fig. 2, il y a un connecteur terminal 20 du transformateur, pourvu d'une ouverture 21 et d'une fente 22. La fente 22, comme dans le dispositif de la fig. 1, peut être fermée ou ouverte grâce au boulon 23 et aux écrous 24 et 25 permettant de serrer l'ouverture 21 autour de la borne du transformateur, quand elle est placée dans l'ouverture 21.
Le connecteur terminal 20 du transformateur est aussi pourvu de deux bras allongés proéminents 29 et 30, formant une poche 27 adaptée à recevoir un membre massif 50 (non représenté) qui sera discuté en rapport avec la fig. 5. Les bras 29 et 30 sont construits et disposés de sorte qu'ils peuvent être enfermés dans une boîte rectangulaire 90 équipée de moyens de serrage qui seront discutés cidessous en rapport avec les fig. 9 et 10. Les conduits du fluide de refroidissement ou tubes 31 et 32 sont aussi représentés; ils sont raccordés au membre massif 50 à une extrémité et se terminent à leur autre extrémité dans un connecteur terminal du four-filière généralement désigné par 35.
Le connecteur terminal 35 du four-filière est composé de deux parties séparées 35a et 35b, pratiquement identiques dans leur construction et disposées pour s'ajuster ensemble et former le connecteur terminal du four-filière. La pièce 35b est équipée avec un conduit d'amenée 37 du fluide de refroidissement et la pièce 35a avec un conduit d'évacuation 38 du fluide. Lorsque les deux moitiés sont rapprochées, deux ouvertures sont formées dans le connecteur terminal 35 du four-filière. Une ouverture 40 est un trou complémentaire et destiné à recevoir une fiche 41 de diamètre précis.
L'autre ouverture 42 fournit l'emplacement dans lequel l'oreille du four ou son terminal peut être placé lorsque le terminal du fourfilière ou son oreille est serré dans la fente 46.
Comme indiqué plus en détail aux fig. 3 et 4, la pièce 35b est pourvue à l'intérieur avec un conduit à fluide 49 pour permettre au fluide de couler du conduit 37 à travers le bloc 35b et être évacué à travers le tube 31. La pièce 35a est construite de façon similaire, de sorte que le fluide qui l'alimente dans le tube 32 le traverse et est évacué par le conduit 38.
Les fig. 5 et 6 sont des dessins plus détaillés du membre massif 50 qui se trouve à l'intérieur du boîtier 90 montré à la fig. 2. Comme on le voit sur les figures, l'élément ou le membre 50 est une pièce massive électriquement conductrice, pourvue avec un conduit interne 51 traversant le membre 50 généralement avec une forme de
U. Les raccordements 52 et 53 permettent de relier les conduits de fluide 31 et 32 indiqués à la fig. 2 au membre 50.
Passant aux fig. 7 et 8, le connecteur terminal du transformateur 20 est représenté plus en détail. Le connecteur terminal de transformateur 20 et les deux bras 29 et 30 forment une cavité 27 dans le connecteur terminal 20 du transformateur, dans laquelle le membre 50 peut être inséré. Le bras 30 est pourvu sur sa paroi latérale d'une fente allongée ou cavité 28 qui sera expliquée ci-dessous en rapport avec l'élément 90. Deux fentes 33 et 33a sont placées dans chaque angle de la paroi arrière de la cavité 27 formée par les bras 29 et 30, de sorte que les bras 29 et 30 peuvent être déplacés vers l'intérieur l'un vers l'autre quand on exerce une pression sur leurs faces externes.
Aux fig. 9 et 10, le boîtier 90 est représenté. Comme on peut le voir, une pièce plate 91 est placée dans le boîtier 90 sur l'une des parois et est tenue en place par deux tenons stables 92 et 93 fixés à la plaque 91 et s'ajustant aux trous 94 et 95. Une vis de réglage 97 est prévue dans un trou effilé qui permet à la vis de presser sur la plaque 91, quand elle est déplacée vers l'intérieur, et qui éloigne la plaque 91 vers l'extérieur, lorsque la vis est tournée pour se déplacer vers l'extérieur. Sur l'autre paroi latérale du boîtier 90 se trouve une fiche 98 filetée, prévue pour glisser dans la rainure 28 du bras 30 du connecteur terminal de transformateur quand le boîtier 20 est dans la position indiquée à la fig. 2 pour permettre les mouvements en avant et en arrière de l'élément 90 sans se détacher des bras 29 et 30.
Les fig. 1 I et 12 montrent un dispositif de serrage utilisé pour raccorder le connecteur 35 du four-filière à une borne de four-filière.
Le dispositif est construit avec une mâchoire d'étau 100 portant les plaques 101 et 102 attachées aux manches 103 et 104 avec les rivets 105 et 106 et possède deux coupelles ou réceptacles triangulaires 107 et 108 fixés à la surface supérieure des plaques 101 et 102 respectivement; les réceptacles sont faits pour recevoir la fiche 41 du connecteur terminal 35 du four-filière. Ils sont pourvus de fentes 109 et 110 respectivement. Les réceptacles 107 et 108 sont dimensionnés avec précision, de sorte que chacun tiendra une moitié du connecteur terminal 35 du four-filière. Ainsi, 35b est porté dans le réceptacle 107 et 35a est porté dans le réceptacle 108. La fiche 41 est placée dans un trou 40 du connecteur terminal 35 du four-filière.
Dans les réceptacles 107 et 108, les fentes 109 et 110 s'ajustent autour des conduits d'eau 31 et 32 lorsque le dispositif de serrage est mis dans la position fermée montrée à la fig. 2. On peut ajuster à quelle distance on veut serrer les réceptacles 107 et 108, grâce à la vis de réglage 114 placée dans la poignée 103 de façon bien connue des hommes de l'art.
En fonctionnement, le connecteur terminal 35 du four-filière est fixé à l'oreille du four en insérant l'oreille dans la fente 46. Le connecteur de transformateur est inséré dans l'ouverture 21 du connecteur terminal 21 du transformateur et est attaché solidement, en rapprochant l'extrémité du connecteur terminal du transformateur à la borne du transformateur, grâce au boulon 23 et aux écrous 24 et 25.
Le boîtier 90 est placé dans une position au-dessus des bras 29 et 30, et le membre massif 50 y est inséré. La vis 97 est tournée vers l'intérieur pour déplacer la plaque 91 contre la paroi extérieure du bras 29 et rapproche les bras 29 et 30 contre le membre massif 50 pour faire un ajustage à forte pression.
On fait circuler un fluide de refroidissement, de préférence de l'eau, du conduit 37 dans la partie 35b par le conduit 51 dans le conduit 32. L'eau traverse alors le bloc 35a vers le conduit de sortie 37. En faisant fonctionner comme décrit, une bonne conductivité électrique est obtenue entre le transformateur et le four-filière avec un minimum de contraintes sur le connecteur de four-filière, et un refroidissement adéquat du connecteur 35 est également obtenu.
En général, les barres de raccordement 31 et 32 sont faites en tubes de cuivre avec, typiquement, une épaisseur de paroi de 3 mm et avec 9 mm de diamètre extérieur. Si on le désire, des tubes de diamètres plus grands ou plus petits peuvent être utilisés pour conduire le fluide de refroidissement. Les connecteurs 35 et 20 sont aussi de préférence construits en cuivre, quoique l'emploi d'autres métaux conducteurs soit dans le champ de l'invention.
La fiche 41 est un élément de réglage pour ajuster la fente 46 à l'épaisseur du terminal du four-filière et, pour cette raison, elle est de dimension variable. En général, si l'oreille du four-filière est de 3 mm de diamètre, par exemple, la fiche aura un diamètre de 3 mm. Si l'oreille a 9 mm de diamètre, la fiche aura un diamètre de 9 mm et ainsi de suite.
En fonctionnement réel sur un four-filière formant des fibres, le dispositif de la fig. 2 a été installé et a transmis le courant au four filière pour maintenir une température de filière de 1090 à 1100"C pour une période de 131 d. Le four-filière a fonctionné sans incident;
I'alimentation électrique et l'équipement ont fonctionné de la même manière qu'auparavant, lorsque les raccordements avec des barres plates étaient employés.
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CLAIMS
1. Connector device for connecting the secondary of a transformer with an end terminal of a furnace die comprising a connector (35) for the terminal with an electrically conductive block (35a, 35b) provided with a slot (46) adapted to receive the terminal and means (41, 100) for adjusting the width of this slot, with means (49) for circulating in this block a coolant and means (52, 53) for connecting the block to at least two tubular connection bars (31, 32, 37, 38) arranged so that the coolant of the block can flow therein freely and a connector (20) for the terminal of the transformer.
2. A connector device according to claim 1, characterized in that the connector (20) for the transformer terminal comprises a second block of electrically conductive metal with means (21 to 25) for connecting a terminal terminal of the transformer, a cavity ( 27) in this block surrounded by two elongated arms (29, 30) and extending the block, the cavity (27) being adapted to receive a solid electrically conductive element (50) and means (90) for bringing the elongated arms (29 , 30) of the block against the solid electrically conductive member (50), inserted into the cavity (27) to thereby establish an electrical connection between the connector (20) of the transformer and the solid element (50) inserted in the cavity (27 ).
3. A connector device according to claim 2, in which slots (33, 33a) are provided at each corner of the block at the base of the elongated arms (29, 30) to allow them to approach each other when pressure is exerted on their external faces.
4. Connector device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connector for the terminal of a furnace die comprises a vice jaw with two triangular cups (107, 108) fixed to the handles (101, 102) of the vice (100), each cup being arranged to receive the block (35a, 35b) solid electrically conductive, an opening (40) being provided at the base of each of the massive blocks (35a, 35b) and adapted for be engaged with a plug (41), these cups being brought together when the vice is in the closed position to engage the side walls of the slot (46) in the connector and tighten the slot in width while closing the opening (40) towards the bottom of the solid block (35a, 35b) around a plug (41) which is taken there to adjust the other end (42) of the solid blocks to a precise width.
5. A connector device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the solid element (50) is provided internally with a passage (51) for cooling fluid which is connected with the connection bars (31, 32), so that the coolant can flow from the block (35a, 35b) of the oven connector through a connection bar and the solid element (50) and return to the block.
6. Use of the connector device according to one of claims I to 5 for connecting the secondary of a transformer with an end terminal of a furnace die forming glass fibers.
In the manufacture of glass fibers in a ball furnace or by direct melting process, molten glass fibers are drawn from the bottom of the furnace having several holes. The die ovens are constructed with material resistant to the molten glass contained in them, typically platinum or a platinum / rhodium alloy. In the melt ball die ovens, glass balls of suitable composition for the preparation of glass filaments are introduced into the upper part of the die furnace with electric heating, and the molten glass placed at the bottom of the die furnace, which has been melted by heating the glass beads during their passage through the oven, is drawn through multiple holes or nozzles located at the bottom of the die oven and collected by winding, cutting or other secondary processes.
In direct melting operation, a batch of pieces of glass is melted in large quantities in a glass furnace and feeds the pre-crucible, on which depend multiple furnaces and through which the molten glass flows from the furnace through the pre-crucible in the chain ovens. The die ovens are also electrically controlled to maintain the melting temperatures between 1090 and 1310 C or more.
To create and maintain the melting temperatures of glass specific to the dies using electric heaters provided in the die ovens in any of the methods described, a very significant constraint is exerted on the die furnace due to the expansion from the furnace, on the heating elements and on the conductors located on the sides of the furnace, and which transmit the current to the furnace. The electrical power is generally supplied through two terminals located on each side of the furnace die and through bars, electrically connected, on one side, at the terminals of the furnaces and, on the other side, at the secondary of a power transformer.
Between the connections at the terminals of the furnace ovens and the output of the transformer, copper connection bars are used, which generally have the form of braided flexible copper braided cords or more frequently flexible copper sheets connected together and mechanically fixed at each end to a connector suitable for connection, on one side, to the terminal of the furnace die, and, on the other side, to the secondary of the transformer. Flexible copper sheets or braided cords of wire.
flexible copper are used in this assembly, so that thermal and mechanical stresses on the die furnace and its connectors are absorbed by the flexibility of the connection bar during operation while the die furnace is heated.
In the current state of the art, the bars used to conduct the currents to the chain ovens, typically from 3000 to 4000 A at 3 to 7.5 V, are fairly bulky and heavy and can weigh with the terminal connections 8 kg and more. The weight of the connection bar and the terminal connections to tighten the bar on the terminal of the furnace and the secondary of the transformer contributes significantly to the constraints of the furnace. Thus, because of this weight combined with the thermal expansion of the die furnace heated to high temperatures, that is to say at 1090 "C or more, a considerable mechanical stress is established on the die furnace, causing cracks in the furnace die in many circumstances and especially at the terminal connection points of the furnace, generally called in the art the ears of the furnace.
In addition, to connect the connection bars to the terminals of furnaces and transformers, it is common practice to use bolts in the terminal area of the furnace die to securely fix the connection bar to the ear of the furnace. -Faculty. A typical illustration of the connections of a connection bar to a transformer and to a furnace die terminal is shown in Figs. 3 and 5 of US Patent No 4003720. Because the connection of the terminal of the furnace die to the connection bar is carried out by a bolt connection, it is necessary to open all the bolts to move, when desired, as often happens during the operation of the die oven, to move the connection bar away from the wall of the die oven.
This is often very difficult because the atmosphere around the die furnace causes deposits of water and binders on the equipment, making it difficult to release the bolts. Thus there is the need to have a furnace-die terminal and a set of connection bars that are simpler to operate than those used in the art, in order to have a furnace-die terminal and a connection bar less bulky in weight, which significantly reduces the stresses on the ears of the die ovens, to which the terminal of the die and the connection bar are attached, and to obtain a set of connection of terminals of die ovens which allows rapid adjustment of the furnace die terminal with respect to the furnace heating element with minimum time and effort.
It is also desirable in the construction of terminal ovens and connection bars to strictly limit the use of large quantities of materials electrically con
conductive, copper in particular, usually used in industry to make these connections.
To avoid these drawbacks, the present invention provides a connector device as defined in claim 1.
The terminal of the furnace and the connection bar are part of an electrically conductive block, generally of square or rectangular shape, preferably split into two parts. The block itself is equipped, inside, with a passage on each side of the block for the flow of the fluid and the evacuation of the fluid. Means for introducing the fluid into a part of the block and for discharging the fluid from a second part of the block are provided.
The block contains two slots generally placed between the two sections, a slot being adapted to receive a plug in a complementary recess of precise diameter, a second slot at the other end of the block being adapted to surround an end terminal with a furnace heating of precise thickness.
Placed at one end of the block, one for each half, there are two drilled and tapered holes which communicate with the interior passage of the two halves of the block and are constructed and arranged to receive the electrically conductive tubes and cooled with water to be inserted.
The connection bar comprises two electrically conductive, elongated, hollow and tubular members adapted for the flow of a coolant through them. At the other end of the tubular devices connected to the two ends of the block forming the terminal connector of the furnace die is placed a solid block of electrically conductive material, pierced with tapered holes, so that a coolant can flow in one end from the block and flow from the other end, thereby establishing a cooling circulation between the terminal connector of the threader and the solid block. The solid block is constructed and arranged in its geometry and dimensions to correspond to a split connector of the transformer.
The terminal connector of the transformer is constructed and arranged at its other end, so that it can be connected to the secondary of a power transformer. The terminal connector of the transformer is generally an electrically conductive block, flat and U-shaped, provided with two side walls of solid electrically conductive material and a rear wall, having in each corner a narrow slot to give flexibility to the walls. lateral when they are squeezed by external forces and moved towards each other. Clamping means are provided on the external faces of the two side walls of the block, so that when the solid copper member attached to the hollow bars is inserted, the clamping device can adapt to the external walls of the terminal connector of the transformer.
A water inlet is provided on one half of the terminal block of the furnace die and a water outlet is provided on the other half, so that the water introduced into one half of the terminal block of the furnace die will flow through one of the connection bars through the copper block fixed to this connection bar and return through the other half of the terminal connector of the furnace die after it has passed through the copper block through the second connection bar.
Means are also provided with the terminal connector of the furnace-die to bring the ends of the connector together, when they are fixed to the connector of the heating element of the furnace-die (the ear of the furnace- die), by exerting pressure at one end of the assembled block to thereby establish an electrical connection between the power transformer and the heating element of the die furnace.
When the device is mounted, the hollow tubes, used for the flow of water through the terminal connector of the furnace and the connector assembly of the transformer, replace the braided copper, used according to the state of the prior art , or alternating copper sheets according to the state of the prior art, so that a connection bar is obtained between the transformer and a furnace die, while greatly reducing the amounts of copper used to conduct the current of the transformer to the furnace heating element.
The assembly formed by the connector of the power transformer, the tubular connecting rod of the furnace and the terminal connector of the furnace has a reduction in weight compared to the usual connectors of the furnace and of the transformer with the flat connecting rod. with sheets of 100% or more, thus substantially reducing the stress exerted on the terminals of the heating element of the furnace die, when the transformer is connected to them through the usual device. In addition, the simplified construction of the terminal connector of the transformer and the terminal connector of the die supply ensure low electrical conductivity between the transformer and the die die.
Finally, the construction of the terminal connectors of the furnace die and of the transformer facilitates the adjustment of their position relative to the furnace die, which is done in a minimum of time compared to the devices of the prior art.
For a more complete understanding of the invention, reference is made to the accompanying drawings in which:
fig. 1 is a plan view of a terminal connector, a connection bar and a transformer connector of conventional construction;
fig. 2 is a plan view of the terminal connector of the threading machine, of the connection bar and of the connector of the transformer;
fig. 3 is a plan view of the terminal connector according to the invention, showing the internal fluid chambers and the spacing slot;
fig. 4 is a side view of the terminal connector of the furnace die of FIG. 3;
fig. 5 is a plan view of part of the terminal connector of the transformer;
fig. 6 is a side view of part of the terminal connector of the transformer in FIG. 5;
fig. 7 is a plan view of another part of the terminal connector of the transformer;
;
fig. 8 is a side view of the object of FIG. 7;
fig. 9 is a plan view, partially in section, of a clamping means for the terminal connector of the transformer of FIGS. 5 and 7;
fig. 10 is a side view of the clamping means of FIG. 9;
fig. 1 1 is a clamping means for the terminal connector of the furnace die of Figs. 3 and 4 in the open position, and
fig. 12 is the clamping means of FIG. 1 I in the closed position.
To usually establish an electrical connection of a power transformer to a furnace die to form glass fibers, a device as shown in fig. 1 is used.
As can be easily seen, the device is constructed with a terminal connector 1 of the die furnace, provided with a supply line 2 of coolant and an evacuation line 3 of coolant to cool the block or connector terminal 1. A slot 4 is provided for fixing the terminal connector 1 to the terminal of the furnace die or to the ear of the furnace so that current can be supplied to it. The terminal connector 1 of the die furnace is fixed at its other end to multiple sheets of copper 5 thanks to the bolts 7 passing through the holes 8 and tightened on the other side by nuts not shown.
The other end of the sheets 5 is entered in the terminal connector 9 of the transformer, which has an opening 10, adapted to a terminal not shown, which is the electrical connection with the secondary of a power transformer. A slot 11 is provided in the transformer connector to allow the terminal connector 9 for transformer to be tightened around the terminal of the transformer inserted in the opening 10. A bolt 13 with the nuts 14 and 15 is used to tighten the terminal connector 9 transformer on the terminal (not shown) of the transformer which is placed in the opening 10.
Turning to fig. 2, All of the new electrical connections according to the invention are shown. As shown in fig. 2, there is a terminal connector 20 of the transformer, provided with an opening 21 and a slot 22. The slot 22, as in the device of FIG. 1, can be closed or opened by means of the bolt 23 and the nuts 24 and 25 making it possible to tighten the opening 21 around the terminal of the transformer, when it is placed in the opening 21.
The terminal connector 20 of the transformer is also provided with two prominent elongated arms 29 and 30, forming a pocket 27 adapted to receive a solid member 50 (not shown) which will be discussed in connection with FIG. 5. The arms 29 and 30 are constructed and arranged so that they can be enclosed in a rectangular box 90 fitted with clamping means which will be discussed below in connection with FIGS. 9 and 10. The coolant conduits or tubes 31 and 32 are also shown; they are connected to the solid member 50 at one end and terminate at their other end in a terminal connector of the furnace generally designated by 35.
The terminal connector 35 of the furnace die is composed of two separate parts 35a and 35b, practically identical in their construction and arranged to fit together and form the terminal connector of the furnace die. The part 35b is equipped with a duct 37 for supplying the cooling fluid and the part 35a with a duct 38 for discharging the fluid. When the two halves are brought together, two openings are formed in the terminal connector 35 of the die furnace. An opening 40 is a complementary hole and intended to receive a plug 41 of precise diameter.
The other opening 42 provides the location in which the ear of the furnace or its terminal can be placed when the terminal of the furnace or its ear is tightened in the slot 46.
As shown in more detail in Figs. 3 and 4, the part 35b is provided inside with a fluid conduit 49 to allow the fluid to flow from the conduit 37 through the block 35b and be evacuated through the tube 31. The part 35a is similarly constructed , so that the fluid which feeds it in the tube 32 passes through it and is evacuated through the conduit 38.
Figs. 5 and 6 are more detailed drawings of the solid member 50 which is inside the housing 90 shown in FIG. 2. As can be seen in the figures, the element or the member 50 is a solid, electrically conductive part, provided with an internal conduit 51 passing through the member 50 generally with a form of
U. Connections 52 and 53 are used to connect the fluid conduits 31 and 32 shown in fig. 2 to member 50.
Turning to figs. 7 and 8, the terminal connector of the transformer 20 is shown in more detail. The transformer terminal connector 20 and the two arms 29 and 30 form a cavity 27 in the transformer terminal connector 20, into which the member 50 can be inserted. The arm 30 is provided on its side wall with an elongated slot or cavity 28 which will be explained below in relation to the element 90. Two slots 33 and 33a are placed in each corner of the rear wall of the cavity 27 formed by the arms 29 and 30, so that the arms 29 and 30 can be moved inward towards one another when pressure is exerted on their external faces.
In fig. 9 and 10, the housing 90 is shown. As can be seen, a flat piece 91 is placed in the housing 90 on one of the walls and is held in place by two stable studs 92 and 93 fixed to the plate 91 and adjusting to the holes 94 and 95. A adjustment screw 97 is provided in a tapered hole which allows the screw to press on the plate 91, when it is moved inwards, and which moves the plate 91 outwards, when the screw is turned to move outwards. On the other side wall of the housing 90 is a threaded plug 98, intended to slide in the groove 28 of the arm 30 of the transformer terminal connector when the housing 20 is in the position indicated in FIG. 2 to allow movements forward and backward of the element 90 without detaching from the arms 29 and 30.
Figs. 1 I and 12 show a clamping device used to connect the connector 35 of the furnace die to a terminal of the furnace die.
The device is constructed with a vice jaw 100 carrying the plates 101 and 102 attached to the sleeves 103 and 104 with the rivets 105 and 106 and has two triangular cups or receptacles 107 and 108 fixed to the upper surface of the plates 101 and 102 respectively ; the receptacles are made to receive the plug 41 of the terminal connector 35 of the furnace die. They are provided with slots 109 and 110 respectively. The receptacles 107 and 108 are precisely dimensioned, so that each will hold one half of the terminal connector 35 of the die furnace. Thus, 35b is carried in the receptacle 107 and 35a is carried in the receptacle 108. The plug 41 is placed in a hole 40 in the terminal connector 35 of the furnace die.
In the receptacles 107 and 108, the slots 109 and 110 adjust around the water conduits 31 and 32 when the clamping device is placed in the closed position shown in FIG. 2. We can adjust how far we want to tighten the receptacles 107 and 108, using the adjusting screw 114 placed in the handle 103 in a manner well known to those skilled in the art.
In operation, the terminal connector 35 of the furnace die is fixed to the ear of the furnace by inserting the ear into the slot 46. The transformer connector is inserted into the opening 21 of the terminal connector 21 of the transformer and is securely attached , by bringing the end of the terminal connector of the transformer closer to the terminal of the transformer, by means of the bolt 23 and the nuts 24 and 25.
The housing 90 is placed in a position above the arms 29 and 30, and the solid member 50 is inserted therein. The screw 97 is turned inward to move the plate 91 against the outer wall of the arm 29 and brings the arms 29 and 30 closer against the solid member 50 to make an adjustment at high pressure.
A cooling fluid, preferably water, is circulated from the pipe 37 in the part 35b through the pipe 51 in the pipe 32. The water then passes through the block 35a towards the outlet pipe 37. By operating as described, good electrical conductivity is obtained between the transformer and the furnace-die with a minimum of stresses on the furnace-die connector, and adequate cooling of the connector 35 is also obtained.
In general, the connection bars 31 and 32 are made of copper tubes with, typically, a wall thickness of 3 mm and with an outside diameter of 9 mm. If desired, larger or smaller diameter tubes can be used to conduct the coolant. The connectors 35 and 20 are also preferably constructed of copper, although the use of other conductive metals is within the scope of the invention.
The plug 41 is an adjusting element for adjusting the slot 46 to the thickness of the terminal of the furnace die and, for this reason, it is of variable size. In general, if the ear of the furnace is 3 mm in diameter, for example, the plug will have a diameter of 3 mm. If the ear is 9 mm in diameter, the plug will have a diameter of 9 mm and so on.
In actual operation on a fiber-forming furnace, the device of FIG. 2 was installed and transmitted the current to the die oven to maintain a die temperature of 1090 to 1100 "C for a period of 131 d. The die oven operated without incident;
The power supply and the equipment functioned in the same way as before, when the connections with flat bars were used.