Brevet FR2009323A1 — publié le 19700130

166ÔÔ 1 2009323 La présente invention concerne des électrodes pour un écLateur dont chaque électrode est munie d'au moins un canal de refroidissement par liquide. Des électrodes connues, pour l'érosion par étin-5 celles, sont perforées dans la direction axiale pour l'amenée d'un liquide aux surfaces disposées en regard l'une de l'autre. Le brevet américain N° 3 346 713 décrit un dispositif pour usiner, à l'aide de décharges électriques, des objets dans lequel un liquide isolant, faisant office de diélectrique 10 et de liquide de refroidissement, est introduit dans l'enceinte de décharge. Le liquide traverse un canal, disposé au centre de l'électrode, pour se diriger vers le milieu de la surface active de cette électrode. Ce brevet américain fait mention 15 d'un liquide qui ne se décompose pas sous l'effet des décharges électriques par étincelles. Le problème de réduire au minimum l'usure de l'électrode d'étincelage n'y est pas mentionné* Or, c'est précisément au cours de cet étincelage que de la matière est enlevée à l'une des électrodes. Le liquide sert 20 uniquement à évacuer les déchets et non à éviter l'usure des électrodes. Il en est de même pour le brevet américain N° 2 815 435 et le brevet anglais N° 610 709. Par contre, le but de la présente invention est de réduire ou d'empêcher la brûlure des électrodes d'un éclateur, 25 même lorsque les étincelles sont engendrées dans une atmosphère gazeuse et sont de très courte durée, par exemple de 10~^s ou plus courtes encore. La brûlure des électrodes s'effectue donc pendant des temps très courts, et peut uniquement être supprimée par refroidissement lorsque ce refroidis-30 sèment agit déjà pendant ce temps très court. Jusqu'à présent, il est uniquement connu de munir de telles électrodes d'une cavité que le liquide de refroidissement peut traverser. Un tel refroidissement, à partir de l'intérieur, est cependant inefficace lorsque l'étincelle 35 est de très courte durée, par exemple 10~^ s. Un calcul simple montre en effet que, dans un temps aussi court, la chaleur ne pénètre que sur 10^ dans la paroi d'une électrode pendant la durée d'une décharge par étincelles. Il est cependant difficile de réaliser des parois aussi minces. Dans le cas de parois 40 plus épaisses, l'électrode ne saurait être refroidie efficace- 69 16680 2 2009323 cernent à partir de l'intérieur. Selon l'invention, le problème précité est résolu par le fait que chaque électrode comporte, pour le moyen réfrigérant, plusieurs canaux d'alimentation débouchant l'un à côté 5 de l'autre sur la surface active de l'éléctrode, près des points d'origine des décharges. De ce fait, le liquide de refroidissement peut être amené directement près des parties de la surface où la chaleur est engendrée. Les canaux d'alimentation conformes à l'invention 10 peuvent être constitués par des canaux capillaires dont les directions axiales sont parallèles. Chaque électrode peut également être munie d'un canal d'alimentation annulaire. De plus, chaque électrode peut être constitué par une substance poreuse, le liquide de refroidissement étant amené par effet 15 capillaire. La substance active peut être du tungstène. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, chaque électrode peut être entourée d'une bague qui est reliée à un corps en une matière aspirant le liquide, par exemple du feutre. Cette bague peut être en oxyde d'aluminium 20 poreux et supporter l'électrode à l'aide de l'organe d'aspiration. Les avantages du dispositif conforme à l'invention résident dans le fait que, dans des conditions déterminées, tout mode de brûlure est évité. Le -liquide peut être aspiré 25 automatiquement et être amené vers la surface active de l'électrode jusqu'aux endroits où se produisent les arcs ou les étincelles. La substance active, ou le nombre et les dimensions des canaux capillaires, peuvent être choisis en concordance avec 1'énergie des décharges. Les canaux ne sont 30 pas nécessairement parallèles mais peuvent également être incurvés. Il n'est plus nécessaire de recourir à des métaux à point de fusion très élevé. Non seulement.la chaleur engendrée à la surface de l'électrode, mais également celle développée par effet Joule dans l'électrode sont évacuées. 35 Le refroidissement est très énergique, car le.liquide se vaporise aux points où se produisent les décharges. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 69 16680 La figure 1 représente une électrode poreuse à canaux capillaires parallèles =• La figur™ 2 représente "une électrode entièrement en matériau poreux » 5 L'électrode représentée sur la figure 1 convient en particulier pour rie grandes charges » L? électrode 1 comporte un grand nombre de canaux capillaires qui débouchent aux endroits où les décharges émergent de la.surface 3® L'alimentation en courant pour l'électrode 1 s'effectue à l'aide d'une 10 bague 4. L'autre extrémité de l'électrode 1 est entourée d'un capot 5 et le liquide de refroidissement 7 est amené à travers un canal 6. Les canaux 2 peuvent également être incurvés et ne sont pas nécessairement parallèles. De ce fait, l'alimentation en courant et l'alimentation en liquide de 15 refroidissement peuvent également s'effectuer en d'autres endroits. Sur la figure 2, l'électrode 1 est constituée par une substance active poreuse dont les cavités communiquent entre elles. De telles substances actives peuvent être 20 obtenues de manière connue, par exemple par frittage de poudre de tungstène. Outre le tungstène, on peut également utiliser par exemple du molybdène ou du rhénium. Dans les formes de réalisation représentées sur les figures 1 et 2,1e liquide pourrait être amené par une pompe. 25 Toutefois, cela n'est pas nécessaire, car on peut utiliser à cet effet l'effet capillaire. On obtient ainsi non seulement un dispositif plus simple mais également l'avantage que du liquide de refroidissement frais ne s'échappe pas inutilement de la surface d'électrode. De plus, dans cette forme de réali-30 sation, rien ne s'oppose à ce que l'électrode soit également poreuse aux endroits où il ne se produit pas de décharges. Sur la figure 2, l'électrode 1 est également entourée d'une bague qui, dans ce cas, est cependant constituée par un corps d'aspiration 8, par exemple en matière céramique 35 poreuse telle que A^O^. A ce corps d'aspiration annulaire est par exemple fixé un organe d'aspiration 9, en feutre, qui est suspendu dans un liquide 10 contenu dans un réservoir 11. Le réservoir 11 peut être maintenu rempli de liquide 10 jusqu'à une hauteur déterminée. 40 II est également possible de réaliser la bague d'as- BAD OR/G/NAI 69 16680 4 2009323 piration 8 et 1*organe d'aspiration S en un matériau robuste, de sorte que l'électrode 11 peut y prendre appui. L'alimentation en courant peut s'effectuer à l'aide d'une partie 12 sur laquelle est fixée l'électrode 1. 5 Dans le cas où la bague 8 et l'organe d'aspiration 9 sont constitués par- un matériau isolant robuste, par exemple du AlgOg poreux, et servent en même temps à la fixation mécanique de l'électrode 1, on peut utiliser ces parties pour supporter les deux électrodes, de sorte que celles-ci sont 10 refroidies à partir d'un réservoir commun 11 par le même liquide. Dans le cas d'utilisation des forces d'aspiration capillaires, il n'est pas nécessaire que le liquide 10 soit maintenu rigoureusement à une hauteur déterminée dans le ré-15 servoir 11. Un mécanisme de réglage pour le niveau du liquide est alors superflu. Il faut tenir compte du fait que de la vapeur de liquide parvient dans l'arc ou dans l'enceinte de décharge par étincelles. Cette vapeur ne doit donc pas être inflamma-20 ble ou novice, et de plus, ne doit pas provoquer de corrosion. De plus, il ne doit pas se produire des produits de décharge qui se précipitent sur les électrodes et obstruent les canaux ou les pores. Un liquide particulièrement approprié est, par exemple, l'eau. Une électrode refroidie par un 25 métal à point de fusion très bas, par exemple du lithium, présente également des propriétés très avantageuses. BAD ORIGINAL 69 16680 5 2009323 REVENDICATIONS 1Electrodes destinées à -un éclateur muni de canaux de refroidissement, caractérisées en ce que chacune d'elles comporte, pour le moyen réfrigérant, plusieurs canaux d'ali-5 mentation débouchant l'un à côté de l'autre sur la surface active de l'électrode, près des points d'origine des décharges. 2.- Electrodes selon la revendication 1, caractérisées en ce que l'amenée de moyen réfrigérant s'effectue à l'aide de canaux capillaires parallèles, dirigés dans la direction 10 axiale. 3.- Electrodes selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles sont en une substance active poreuse. 4.- Electrodes selon la revendication 2, caractérisées en ce que le moyen réfrigérant est amené par effet capillaire. 15 5.- Electrodes selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'un corps d'aspiration poreux assure l'amenée du moyen réfrigérant. 6.^- Electrodes selon la revendication 5, caractérisées en ce que le corps d'aspiration poreux est un matériau céra-20 mique poreux qui fait en même temps office de support pour les électrodes.