FR3096221A1

FR3096221A1 - Dispositif d’alimentation en électrodes

Info

Publication number: FR3096221A1
Application number: FR1904940A
Authority: FR
Inventors: Sabri TAKALI; Ahmed KACEM
Original assignee: Plenesys
Current assignee: Plenesys
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2020-11-20
Also published as: CA3139794A1; US20220256683A1; WO2020229408A1; CN114097308A; CN114097308B; AU2020273500A1; KR20220018976A

Abstract

Titre Dispositif d’alimentation en électrodes. L’invention concerne un dispositif d’alimentation en électrodes pour une installation à torche plasma, comprenant un élément de fixation (3) d’une électrode active (6), mobile en translation suivant un axe longitudinal d’électrode active (6), caractérisé par le fait qu’il présente en outre : un magasin (2) comprenant des emplacements (28) chacun apte à recevoir une électrode (7) parmi une pluralité d’électrodes supplémentaires (7) ; un système de déplacement (4) des emplacements (28), configuré pour placer une électrode supplémentaire parmi la pluralité d’électrodes supplémentaires (7) dans l’alignement d’une électrode active courante (6) suivant l’axe longitudinal, un dispositif d’assemblage configuré pour fixer bout-à-bout une extrémité proximale (61) de l’électrode active courante (6) et une extrémité distale (72) de l’électrode supplémentaire (7), de sorte à ce qu’elles forment ensemble une nouvelle électrode active. Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Dispositif d’alimentation en électrodes

L’invention concerne le domaine des électrodes pour torches plasma. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine des installations mettant en œuvre des torches plasma pour toute technologie, comme celle, non limitative, de la fabrication de noir de carbone et de dihydrogène à partir d’un gaz du type méthane.

Dans des torches plasma, une ou plusieurs électrodes sont au moins partiellement plongées dans le volume interne d’un réacteur au niveau duquel des arcs électriques sont produits. Il existe des générateurs plasma fonctionnant en courant continu, dans lequel les électrodes ont toujours la même polarité. Il existe aussi des générateurs à plasma fonctionnant en courant triphasé, avec trois électrodes chacune affectée à une phase, qui jouent tour à tour le rôle d’anode et de cathode. Dans un tel cas, l’installation à torche plasma comporte trois électrodes actives plongeant dans un réacteur. Le plasma est créé dans la torche en soufflant un gaz plasmagène qui se transforme en plasma grâce aux décharges électriques.

Le phénomène électrique induit dans les générateurs à plasma engendre une érosion des électrodes actives. Il est donc généralement nécessaire, lorsque les électrodes actives sont usées, de stopper l’exploitation industrielle et de changer les électrodes avant de reprendre l’exploitation.

La publication brevet US 1440724 A1 divulgue une solution ne nécessitant pas l’arrêt du générateur grâce à une croissance de l’électrode par cuisson automatique en ajoutant continuellement le matériau à partir duquel l’électrode est faite (graphite, carbone …) avec un liant (goudron) au-dessus de l’électrode. La chaleur transférée par l’électrode alimentée en électricité laisse cuire la matière première jusqu'à ce qu'elle devienne solidaire et partie intégrante de l’électrode. Etant donné que l’électrode s’érode en bas, l’ensemble est abaissé et le processus est répété. L’utilisation de cette méthode est limitée aux électrodes très larges (plusieurs centaines de kilogrammes) et positionnées verticalement. En plus, la complexité du contrôle des conditions de cuisson des électrodes rend difficile la maîtrise des caractéristiques mécaniques de l’électrode. En effet, la casse des électrodes dans ce processus est assez répandue (parfois sous l’effet de leur propre poids).

Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution d’alimentation en électrodes qui remédie en tout ou partie aux inconvénients des techniques actuelles.

Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation la présente invention prévoit un dispositif d’alimentation en électrodes pour une installation à torche plasma, comprenant un élément de fixation d’une électrode active, mobile en translation suivant un axe longitudinal d’électrode active.
De manière avantageuse, l’invention peut en outre présenter :

un magasin comprenant des emplacements chacun apte à recevoir une électrode parmi une pluralité d’électrodes supplémentaires ;
un système de déplacement des emplacements, configuré pour placer une électrode supplémentaire parmi la pluralité d’électrodes supplémentaires dans l’alignement d’une électrode active courante suivant l’axe longitudinal,
un dispositif d’assemblage configuré pour fixer bout-à-bout une extrémité proximale de l’électrode active courante et une extrémité distale de l’électrode supplémentaire, de sorte à ce qu’elles forment ensemble une nouvelle électrode active.

Ainsi, on dispose d’une réserve d’électrodes supplémentaires dans un magasin et ces électrodes supplémentaires peuvent être successivement chargées, par assemblage dans la continuité d’une électrode active courante, de sorte à recouvrer une longueur utile d’électrode additionnelle. Plus la capacité du magasin est élevée, plus l’installation peut fonctionner de manière totalement autonome. De plus, de préférence, il est possible de changer le magasin en cours de fonctionnement sans arrêt du générateur plasma. Ainsi, la capacité du magasin influe sur la fréquence du changement du magasin par un opérateur mais pas sur la durée du fonctionnement du générateur.. Dans le même temps, l’invention ne nécessite pas la fabrication in situ d’une portion d’électrode additionnelle, et se base sur un rechargement grâce à des électrodes supplémentaires préfabriquées, de qualité bien maitrisée.

Un autre aspect de la présente invention concerne une installation comprenant une torche plasma et au moins un dispositif selon l’invention. Plusieurs dispositifs peuvent être présents, par exemple trois dispositifs pour une installation en triphasé. Le magasin peut servir à plusieurs dispositifs.

Un autre aspect de la présente invention concerne un procédé d’alimentation en électrodes pour une installation à torche plasma, comprenant:

une fixation d’une électrode active courante, par un élément de fixation mobile en translation suivant un axe longitudinal d’électrode active ;
un stockage d’une pluralité d’électrodes supplémentaires dans un magasin comprenant des emplacements chacun apte à recevoir une électrode supplémentaire de la pluralité d’électrodes supplémentaires ;
un placement d’une électrode supplémentaire parmi la pluralité d’électrodes supplémentaires dans l’alignement de l’électrode active courante suivant l’axe longitudinal ;
un assemblage configuré pour fixer bout-à-bout une extrémité proximale de l’électrode active courante et une extrémité distale de l’électrode supplémentaire, de sorte à ce qu’elles forment ensemble une nouvelle électrode active.

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :

La figure 1 représente un exemple d’électrode utilisable.

Les figures 2 et 3 représentent la coopération d’un magasin avec d’autres parties du dispositif selon un mode de réalisation de l’invention.

Les figures 4 à 7 montrent des aspects de mobilité d’électrode, selon un exemple de réalisation.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.

Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.

les emplacements 28 sont configurés pour recevoir des électrodes supplémentaires 7 de sorte qu’elles soient parallèles entre elles.
les emplacements 28 sont configurés pour recevoir des électrodes de sorte que les électrodes soient parallèles à l’axe longitudinal.
les emplacements 28 sont organisés suivant un cercle, et le système de déplacement 4 comporte une mobilité en rotation configurée pour déplacer les emplacements 28 suivant le cercle.
le système de déplacement 4 comporte un barillet dont les emplacements 28 sont solidaires en rotation, une couronne dentée 27 solidaire en rotation du barillet et une motorisation 41 configurée pour entraîner la couronne dentée 27.
les emplacements 28 comprennent chacun un organe de vissage 29, configuré pour coopérer avec un organe de vissage complémentaire de l’extrémité proximale 71 de chacune des électrodes supplémentaires 7 de la pluralité d’électrodes supplémentaires 7.
le dispositif d’assemblage comprend un élément de déplacement de l’organe de vissage 29 suivant un premier mouvement hélicoïdal correspondant au mouvement de vissage de l’organe de vissage avec l’organe de vissage complémentaire, ledit mouvement de vissage étant dirigé suivant l’axe longitudinal, le premier mouvement hélicoïdal étant configuré pour assembler par vissage une portion filetée de l’une parmi l’extrémité distale de l’électrode supplémentaire et l’extrémité proximale de l’électrode active 6 courante avec une portion taraudée de, respectivement, l’autre parmi l’extrémité distale de l’électrode supplémentaire 7 et l’extrémité proximale de l’électrode active 6 courante, de sorte à former la nouvelle électrode active.
l’élément de fixation 3 est déplaçable suivant l’axe longitudinal d’électrode active 6.
l’élément de fixation est configuré pour fixer la nouvelle électrode active au niveau de l’électrode supplémentaire, après formation de la nouvelle électrode active.
l’élément de déplacement 5 est configuré pour opérer un deuxième mouvement hélicoïdal, inverse au premier mouvement hélicoïdal, après fixation de la nouvelle électrode active au niveau de l’électrode supplémentaire 7 par l’élément de fixation 3, de sorte à opérer un mouvement de dévissage complet de l’organe de vissage 29 relativement à l’organe de vissage complémentaire ;
l’élément de déplacement 5 comporte au moins une roue dentée et une motorisation 51 configurée pour entraîner la roue dentée ;
l’élément de fixation 3 comporte une pince mobile 32 entre une position active de fixation d’électrode et une position inactive de libération d’électrode ;
le dispositif comporte une électrode active 6 et une pluralité d’électrodes supplémentaires 7, chacune desdites électrodes comprenant une première extrémité dotée d’un filetage et une deuxième extrémité dotée d’un taraudage, le filetage de l’une quelconque desdites électrodes étant apte à coopérer par vissage avec le taraudage de l’une quelconque des autres desdites électrodes ;
l’installation comprend une pluralité de dispositifs dont au moins deux partagent un même magasin 2, ledit magasin 2 étant déplaçable entre les au moins deux dispositifs.

Les illustrations fournies aux différentes figures concernent essentiellement les parties d’une installation à torche plasma située à l’extérieur du réacteur et permettant, par communication avec le volume du réacteur, l’alimentation en électrodes. Ainsi, le dispositif d’alimentation de l’invention peut être fixé sur le reste d’une installation comprenant en elle-même un réacteur et un générateur électrique permettant, en alimentant les électrodes, la génération d’arcs électriques au travers d’un flux. Par exemple, le dispositif d’alimentation en électrodes peut être situé au niveau d’une extrémité supérieure de l’installation. Dans le cas d’une installation triphasée, trois dispositifs selon l’invention peuvent être utilisés. Notamment, ils peuvent être répartis suivants des secteurs angulaires de 120° suivant la circonférence du réacteur, toujours avantageusement au niveau d’une extrémité supérieure de ce dernier. On décrit cependant plus bas un exemple de dispositif servant à alimenter plusieurs torches ; le dispositif de l’invention peut donc être mutualisé.

La figure 1 donne un exemple d’électrode, ici une électrode supplémentaire 7, utilisable dans le contexte de la présente invention. De façon typique, le corps de l’électrode est avantageusement un cylindre de section transversale circulaire, l’extension du cylindre se faisant suivant un axe longitudinal 73. Suivant cette extension, l’électrode comprend une extrémité proximale 71 et une extrémité distale, située à l’opposé de l’extrémité proximale, 72. Dans le cadre de l’invention, il est avantageux que les électrodes possèdent des moyens d’assemblage avec une électrode équivalente qui serait disposée dans l’alignement de l’axe 73, de sorte à fournir une plus grande longueur d’électrode globale. À cet effet, dans l’exemple représenté à la figure 1, l’extrémité proximale 71 comprend de préférence un filetage 711. À l’autre extrémité, extrémité distale 72, un taraudage 721 est présent.. Dans ce mode de réalisation, on peut donc opérer une coopération par vissage de deux électrodes successives. Le matériau de l’électrode pourra être de type connu en lui-même, dans le contexte d’application considérée. Par ailleurs, il est avantageux que les électrodes soient toutes identiques. Cependant, pour le moins, il est souhaitable qu’elles soient toutes assemblables de manière successive suivant l’axe 73. En outre, il est évident que les dispositions des parties filetées et taraudées peuvent être inversées.

La figure 2 fournit un exemple de réalisation du dispositif d’alimentation de l’invention en perspective. Une partie de ce dispositif consiste en un support qui peut typiquement être immobilisé relativement au reste d’une installation à torche plasma. Dans le cas de figure illustrée, le support 1 comporte une base 11 au niveau d’une portion inférieure du support 1 et une partie supérieure 12, dans une zone opposée à la base 11. La cohérence de l’ensemble est ici produite par des éléments de raccordement entre ces deux parties d’extrémité du support ; ainsi, sont illustrés des tiges 13 s’étendant suivant l’axe longitudinal du support 1 lequel, on le verra, correspond avantageusement à l’axe longitudinal de déplacement d’une électrode active. On verra par ailleurs plus loin que le support 1 permet dans un mode de réalisation préférée de recevoir des motorisations et des parties d’entraînement d’éléments du dispositif. La figure 2 montre par ailleurs un magasin 2 monté dans le support 1, ici par la partie supérieure 12 de ce dernier. Par exemple, la partie supérieure 23 du magasin 2 comprend une poignée 24 facilitant la préhension de l’ensemble du magasin 2 lorsqu’il s’agit de le mettre en place ou de le retirer relativement au support 1.

Ces mouvements relatifs entre le corps du magasin 2 et le support 1 sont plus particulièrement révélés à la figure 3 qui présente un retrait du magasin 2. Notamment, la figure 3 révèle un trou 15 dans le support 1 permettant l’insertion du magasin 2. En outre, il est possible que des guides 151, par exemple réalisés sous forme de rainures sur la paroi du trou 15, produisent un guidage en translation du corps du magasin 2, suivant la direction longitudinale.

Lorsqu’il est en place, le magasin 2 se trouve dans la configuration représentée à la figure 2.

On notera que l’invention ne se limite pas à des magasins 2 dans lesquels le stockage des électrodes supplémentaires 7 est opéré suivant une organisation circulaire. Ni même uniquement avec une mobilité en rotation des emplacements de sorte à placer une électrode supplémentaire en position de délivrance. Par exemple, le magasin peut avoir la forme d’une cartouche amovible dans laquelle les électrodes supplémentaires 7 sont stockées parallèlement et dans un plan, la cartouche amovible pouvant présenter un mouvement de translation de sorte à positionner successivement les emplacements des électrodes supplémentaires 7 en regard d’une embouchure du magasin 2.

Les figures 2, 3, 6 et 7 montrent par ailleurs que la partie inférieure du support 1 permet le débattement d’une électrode vers l’extérieur du dispositif d’alimentation. On a ici représenté, pour l’exemple, une électrode active courante 6 passant au travers d’un orifice 14 de la base 11 de sorte que son extrémité distale 62 soit disposée à l’extérieur du dispositif d’alimentation alors que son extrémité proximale 61 est située à l’intérieur. De cette façon, le déplacement de l’électrode active 6 peut être contrôlé par le dispositif d’alimentation. À cet effet, ce dernier comprend un élément de fixation 3 configuré pour pouvoir adopter une position de solidarisation avec l’électrode active 6 dans une direction de translation suivant l’axe longitudinal de cette dernière. Par exemple, l’élément de fixation 3 comprend une pince 32 applicable sur la paroi latérale de l’électrode 6. Dans une autre position, l’élément de fixation 3 est inactif de sorte à libérer l’électrode. Dans l’exemple d’une pince 32, celle-ci est notamment actionnable à l’ouverture de sorte à écarter les branches de la pince pour qu’elles n’appliquent plus de pression sur la paroi de l’électrode.

Pour assurer le débattement en translation de l’électrode 6, l’élément de fixation 3, qui peut servir de pince, est mobile suivant cette direction. Dans le mode de réalisation illustré, cette mobilité est produite grâce à une motorisation 33, comprenant typiquement un moteur électrique, et par un guide 31 s’étendant suivant l’axe de translation souhaité et configuré pour modifier la position de l’élément de fixation 3 lorsque le moteur est actionné. Dans l’exemple représenté, on utilise le principe d’une glissière hélicoïdale avec une tige filetée actionnée par le moteur coopérant avec une base de l’élément de fixation de sorte à la mobiliser. Des surfaces de guidage permettent dans cet exemple de maintenir la pince dans une situation qui n’autorise que la translation suivant l’axe longitudinal. Toutes dispositions permettant d’assurer une mobilité en translation suivant l’axe longitudinal de l’élément de préhension de l’électrode (la pince 32 ou un autre moyen) sont applicables.

On comprend que l’élément de fixation 3 permet de descendre progressivement une électrode active courante 6, c’est-à-dire la faire translater vers l’extérieur du dispositif, de sorte à alimenter l’installation à torche plasma. On peut aussi la faire monter, si besoin.

Sans le magasin 2, on comprend qu’une fois l’électrode active 6 totalement consommée, une alimentation est nécessaire avec interruption du fonctionnement de l’installation. La présente invention remédie à cet inconvénient par la présence du magasin 2 et des moyens qui y sont associés.

Des illustrations du magasin sont plus particulièrement visibles aux figures 4 et 5. Il s’étend depuis une partie supérieure 23 vers une partie inférieure dotée d’une base 22 elle-même comprenant une embouchure 25 au travers de laquelle une électrode supplémentaire 7 disposée dans le magasin 2 peut passer comme cela ressort des figures 6 et 7. Entre la partie supérieure 23 et la base 22, un volume est défini et permet le stockage d’une pluralité d’électrodes supplémentaires 7. Dans l’exemple non limitatif représenté, six électrodes supplémentaires 7 sont présentes, avantageusement réparties uniformément suivant la circonférence du magasin qui présente ici une configuration cylindrique. Chaque électrode supplémentaire dispose d’un emplacement dans le magasin, emplacement au niveau duquel l’électrode supplémentaire 7 est maintenue en position de stockage jusqu’à une phase d’assemblage de cette électrode supplémentaire avec une électrode active courante. On appelle électrode active, l’électrode qui est en cours d’utilisation dans l’installation, c’est-à-dire celle qui fait saillie au-delà du dispositif d’alimentation, comme c’est le cas de l’électrode 6, par son extrémité distale 62 à la figure 7.

Entre la partie supérieure 23 et la base 22, le magasin 2s’étend longitudinalement, par exemple le long de tiges visibles aux figures 2, 3, 6 et 7. Un premier aspect du magasin 2 est la capacité de déplacer les emplacements de fixation des électrodes supplémentaires 7 de sorte à placer l’une d’entre elles en regard de l’embouchure 25 pour en autoriser la délivrance en vue d’être assemblée avec l’électrode active courante. Les figures 4 et 5 schématisent à cet effet une couronne dentée 27 solidaire du magasin mais montée pivotante relativement au corps de ce dernier, ici au niveau de la partie supérieure 23 par rapport à laquelle la couronne dentée est guidée en rotation suivant l’axe longitudinal, et apte à coopérer avec un système de déplacement 4. En ce qui concerne le système de déplacement 4, on peut se référer aux figures 2 et 3. À la figure 2, on notera une motorisation 41, toujours de préférence électrique, associée à son arbre de sortie, un pignon moteur 42 (voir figure 3) lui-même raccordé suivant une chaîne cinématique à la couronne dentée 27. Ce raccordement peut s’effectuer par au moins un pignon relais 43. Bien entendu, des conceptions alternatives sont possibles, notamment par l’intermédiaire d’un entraînement différent de celui utilisant des engrenages. Un système à courroie est possible, tout comme un couplage direct entre la sortie moteur et la couronne 27. On comprend que la commande de la motorisation 41 permet de modifier la position angulaire de la couronne dentée 27. Or, cette dernière porte les emplacements de réception des électrodes supplémentaires 7, si bien que la position de ces dernières est modifiable grâces au système de déplacement 4. Cette conception forme un barillet de délivrance successive des électrodes.

Dans le cas des illustrations, on peut commander la motorisation 41 de sorte à produire une rotation de la couronne dentée 27 avec un débattement angulaire de 60° correspondant à l’écartement angulaire entre deux électrodes, de sorte à positionner une électrode supplémentaire suivante en regard de l’embouchure 25.

Les figures 4 et 5 donnent par ailleurs un exemple de réalisation de l’immobilisation des électrodes supplémentaires 7 au niveau des emplacements du magasin 2. Dans cette situation, chaque emplacement 28 comporte une partie filetée 281 s’étendant suivant l’axe longitudinal des électrodes supplémentaires. Un organe de vissage 29 coopère avec la partie filetée 281 (par un taraudage non représenté) qui autorise un débattement de l’organe de vissage 29 suivant l’axe longitudinal. Une extrémité opposée de l’organe de vissage 29 coopère avec l’extrémité proximale d’une électrode supplémentaire 7. Cette dernière comporte un organe de vissage complémentaire (dans l’exemple le filetage 711) assurant, dans la position de stockage, l’immobilisation de l’électrode 7 relativement à l’organe de vissage 29. Le déplacement permis entre la partie filetée 281 de l’emplacement 28 et l’organe de vissage 29 peut être réalisé par l’intermédiaire d’un élément de déplacement 5 comprenant lui-même de préférence une motorisation, avantageusement de type électrique, dont l’arbre de sortie est équipé d’une roue dentée permettant l’entraînement par engrenages d’une roue dentée 291 montée sur l’organe de vissage 29. Un exemple d’élément de déplacement 5 et de la motorisation 51 est fourni en figure 2 L’élément de déplacement 5 est configuré de sorte à pouvoir coopérer avec la roue dentée 291 d’un emplacement 28 disposé pour que l’électrode supplémentaire 7 qu’il contient soit en regard de l’embouchure 25. On comprend que l’entraînement en rotation d’une roue dentée 291 permet de la visser ou de la dévisser relativement à la partie filetée 281, et donc de la faire, respectivement, monter ou descendre. Cela induit un mouvement équivalent en montée ou en descente de l’organe de vissage 29. De préférence, la roue dentée 291 est montée libre en rotation relativement à l’emplacement 28.

Le mouvement induit par l’élément de déplacement 5 assure le passage de l’extrémité distale 72 de l’électrode supplémentaire 7 en regard de l’embouchure 25 vers l’extérieur du magasin 2.

On comprend par ailleurs que, si l’électrode supplémentaire 7 en question vient à être immobilisée en translation par l’intermédiaire de l’élément de fixation 3, l’entraînement inverse de la roue dentée 291 produit un déplacement en sens inverse suivant l’axe longitudinal (vers le haut) de l’organe de vissage 29 alors même que l’électrode supplémentaire 7 ne peut plus bouger. De ce fait, cette dernière reste en place et l’organe de vissage 29 se désolidarise du filetage 711 de l’électrode supplémentaire 7.

On donne ci-après un exemple de deux procédés d’alimentation pouvant correspondre à des phases d’utilisation du dispositif de l’invention.

De manière préliminaire, des électrodes supplémentaires 7 sont mises en place dans le magasin 2, chacune au niveau d’un emplacement 28. Cela peut se produire par vissage des filetages 711 dans une portion taraudée correspondante d’une portion inférieure de l’organe de vissage 29. Dans le même temps, les organes de vissage 29 sont eux-mêmes complètement appliqués, en position rétractée, sur les filetages 281 des emplacements 28.

Lorsque le magasin 2 est rempli, il est positionné dans le support 1, par exemple en passant de la position de la figure 3 vers la position de la figure 2.

Par ailleurs, une électrode active 6 courante et retenue par l’élément de fixation 3 est peut-être d’ores et déjà en utilisation. Il n’est pas exclu que l’installation à torche plasma reste en opération lors du placement d’un magasin 2 dans le support 1. En effet, l’enlèvement et la remise en place du magasin n’affectent pas la bonne marche de la torche, l’électrode active restant en place et potentiellement en fonctionnement durant de telles étapes.

Au fur et à mesure de sa consommation, l’électrode active 6 est déplacée vers le bas (ou vers le haut) par la mobilité produite sur l’élément de fixation 3. Ce déplacement peut être continu, généralement à faible vitesse, ou par pas.

Lorsque l’élément de fixation 3 atteint une position basse, de préférence prédéterminée, un assemblage d’une électrode supplémentaire 7 avec l’électrode active 6 courante est amorcé. À cet effet, une électrode supplémentaire 7 du magasin 2 est mobilisée en direction de l’électrode active 6. Si une électrode supplémentaire 7 est déjà présente en regard de l’embouchure 25 du magasin 2, cette opération s’effectue immédiatement. Si ce n’est pas le cas, on opère au préalable un mouvement des emplacements 28 (par rotation de la couronne dentée 27 dans le mode de réalisation illustré) de sorte à positionner une électrode supplémentaire 7 en regard de l’embouchure 25.

L’électrode supplémentaire 7 en regard de l’embouchure 25 est mobilisée en direction de l’électrode active 6 par une translation suivant son axe longitudinal 73, étant entendu que la position relative de l’embouchure 25, de l’action longitudinale 73 et de l’axe longitudinal de l’électrode active 6 permettent un alignement des deux électrodes. Le déplacement de l’électrode supplémentaire 7 peut s’opérer par une opération de dévissage de l’organe de vissage 29 relativement à l’emplacement 28, par l’intermédiaire de l’élément de déplacement 5. L’électrode supplémentaire 7 en question se retrouve alors déployée en direction de l’extrémité proximale 61 de l’électrode active 6 jusqu’à parvenir à leur mise en bout-à-bout. Ce déplacement produit par ailleurs avantageusement en même temps (bien qu’il n’est pas exclu qu’une phase additionnelle séparée soit présente à cet effet) un assemblage entre les portions filetées mâles et femelles des extrémités en bout-à-bout des deux électrodes 6, 7.

Dorénavant assemblées, les électrodes 6 et 7 forment une nouvelle électrode active courante, dont la longueur a été largement augmentée.

Reste à libérer l’électrode supplémentaire 7 en question de l’emplacement 28. À cet effet, l’élément de fixation 3 peut être placé en position de désolidarisation relativement à l’électrode 6 puis déplacé vers le haut jusqu’à être replacé en position de solidarisation, mais cette fois sur une portion de l’électrode supplémentaire 7 assemblée avec l’électrode 6. Dorénavant immobilisée, l’électrode 7 devient insensible à un mouvement inverse de la motorisation 52. Par ce biais, l’organe de vissage 29 se dévisse relativement au filetage 711 de l’extrémité proximale 71 de l’électrode 7, libérant cette dernière. L’organe de vissage 29 rejoint sa position initiale, rétractée relativement à l’emplacement 28.

La nouvelle électrode active courante ainsi produite est réutilisée comme précédemment, avec une translation progressive au fur et à mesure de la consommation produite par l’utilisation de l’installation à plasma. Le fonctionnement du dispositif est possible même si initialement il n’y a pas d’électrode active 6 (situation initiale de démarrage notamment).

Les opérations d’alimentation en électrodes peuvent être reproduites jusqu’à ce que le magasin 2 soit vide. Il peut ensuite être à nouveau extrait et rempli.

L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.

L’invention n’est pas limitée à l’utilisation d’un magasin par dispositif d’alimentation. Un magasin unique peut être utilisé pour alimenter plusieurs dispositifs. Par exemple, un magasin unique peut être utilisé pour alimenter trois électrodes actives dans une configuration triphasée. Dans une telle situation, le magasin unique peut occuper une position centrale par rapport aux trois électrodes actives. Un système pivotant permettra le positionnement du magasin de façon à ce que l’axe de son embouchure 25 soit dans le plan formé par l’axe de l’électrode active à recharger et l’axe de l’installation à torche plasma. Dans ce plan, une rotation supplémentaire permettra l’alignement de l’électrode supplémentaire 7 avec l’électrode active 6 et déclencher la séquence de mise en solidarité de ces deux électrodes. Dans un autre mode, le dispositif peut comprendre plusieurs embouchures chacune en face d’une électrode active. Dans ce cas, le magasin n’a pas besoin d’effectuer la rotation supplémentaire. Cette configuration est particulièrement adaptée aux électrodes de grande taille où le magasin ne peut pas être manié par un opérateur.

Liste des références
1. Support
11. Base
12. Partie supérieure
13. Tige
14. Orifice
15. Trou
151. Guide
2. Magasin
21. Arbre
22. Base
23. Partie supérieure
24. Poignée
25. Embouchure
27. Couronne dentée
28. Emplacement
281 Partie filetée
29. Organe de vissage
291. Roue dentée
3. Elément de fixation
31. Guide
32. Pince
33. Motorisation
4. Système de déplacement
41. Motorisation
42 Pignon moteur
43. Pignon relais
5. Elément de déplacement
51. Motorisation
6. Electrode active courante
61. Extrémité proximale
62. Extrémité distale
7. Electrode supplémentaire
71. Extrémité proximale
711. Filetage
72. Extrémité distale
721. Taraudage
73. Axe

Claims

Dispositif d’alimentation en électrodes pour une installation à torche plasma, comprenant un élément de fixation (3) d’une électrode active (6), mobile en translation suivant un axe longitudinal d’électrode active (6), caractérisé par le fait qu’il présente en outre :
un magasin (2) comprenant des emplacements (28) chacun apte à recevoir une électrode (7) parmi une pluralité d’électrodes supplémentaires (7) ;

un système de déplacement (4) des emplacements (28), configuré pour placer une électrode supplémentaire parmi la pluralité d’électrodes supplémentaires (7) dans l’alignement d’une électrode active courante (6) suivant l’axe longitudinal,

un dispositif d’assemblage configuré pour fixer bout-à-bout une extrémité proximale (61) de l’électrode active courante (6) et une extrémité distale (72) de l’électrode supplémentaire (7), de sorte à ce qu’elles forment ensemble une nouvelle électrode active.
Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les emplacements (28) sont configurés pour recevoir des électrodes supplémentaires (7) de sorte qu’elles soient parallèles entre elles.
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les emplacements sont configurés pour recevoir des électrodes de sorte que les électrodes soient parallèles à l’axe longitudinal.
Dispositif selon les deux revendications précédentes en combinaison, dans lequel les emplacements (28) sont organisés suivant un cercle, et dans lequel le système de déplacement (4) comporte une mobilité en rotation configurée pour déplacer les emplacements (28) suivant le cercle.
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le système de déplacement (4) comporte un barillet dont les emplacements (28) sont solidaires en rotation, une couronne dentée (27) solidaire en rotation du barillet et une motorisation (41) configurée pour entraîner la couronne dentée (27).
Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les emplacements (28) comprennent chacun un organe de vissage (29), configuré pour coopérer avec un organe de vissage complémentaire de l’extrémité proximale (71) de chacune des électrodes supplémentaires (7) de la pluralité d’électrodes supplémentaires (7).
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d’assemblage comprend un élément de déplacement de l’organe de vissage (29) suivant un premier mouvement hélicoïdal correspondant au mouvement de vissage de l’organe de vissage avec l’organe de vissage complémentaire, ledit mouvement de vissage étant dirigé suivant l’axe longitudinal, le premier mouvement hélicoïdal étant configuré pour assembler par vissage une portion filetée de l’une parmi l’extrémité distale de l’électrode supplémentaire et l’extrémité proximale de l’électrode active (6) courante avec une portion taraudée de, respectivement, l’autre parmi l’extrémité distale de l’électrode supplémentaire (7) et l’extrémité proximale de l’électrode active (6) courante, de sorte à former la nouvelle électrode active.
Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’élément de fixation (3) est déplaçable suivant l’axe longitudinal d’électrode active (6).
Dispositif selon les deux revendications précédentes en combinaison, dans lequel l’élément de fixation est configuré pour se déplacer suivant l’axe longitudinal de sorte à fixer la nouvelle électrode active au niveau de l’électrode supplémentaire, après formation de la nouvelle électrode active.
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’élément de déplacement (5) est configuré pour opérer un deuxième mouvement hélicoïdal, inverse au premier mouvement hélicoïdal, après fixation de la nouvelle électrode active au niveau de l’électrode supplémentaire (7) par l’élément de fixation (3), de sorte à opérer un mouvement de dévissage complet de l’organe de vissage (29) relativement à l’organe de vissage complémentaire.
Dispositif selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel l’élément de déplacement (5) comporte au moins une roue dentée et une motorisation (51) configurée pour entraîner la roue dentée.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’élément de fixation (3) comporte une pince mobile (32) entre une position active de fixation d’électrode et une position inactive de libération d’électrode.
Dispositif selon l’une des revendications précédentes comportant une électrode active (6) et une pluralité d’électrodes supplémentaires (7), chacune desdites électrodes comprenant une première extrémité dotée d’un filetage et une deuxième extrémité dotée d’un taraudage, le filetage de l’une quelconque desdites électrodes étant apte à coopérer par vissage avec le taraudage de l’une quelconque des autres desdites électrodes.
Installation comprenant une torche plasma et au moins un dispositif selon l’une des revendications précédentes.
Installation selon la revendication précédente, comprenant une pluralité de dispositifs dont au moins deux partagent un même magasin (2), ledit magasin (2) étant déplaçable entre les au moins deux dispositifs.
Procédé d’alimentation en électrodes pour une installation à torche plasma, comprenant:
une fixation d’une électrode active (6) courante, par un élément de fixation (3) mobile en translation suivant un axe longitudinal d’électrode active (6),

un stockage d’une pluralité d’électrodes supplémentaires (7) dans un magasin (2) comprenant des emplacements (28) chacun apte à recevoir une électrode supplémentaire (7) de la pluralité d’électrodes supplémentaires (7) ;

un placement d’une électrode supplémentaire (7) parmi la pluralité d’électrodes supplémentaires (7) dans l’alignement de l’électrode active (6) courante suivant l’axe longitudinal,

un assemblage configuré pour fixer bout-à-bout une extrémité proximale de l’électrode active courante (6) et une extrémité distale de l’électrode supplémentaire (7), de sorte à ce qu’elles forment ensemble une nouvelle électrode active.