Brevet FR2378420A1 — publié le 19780818

La présente invention concerne un appareil pour régler la température d'un élément chauffant utilisé pour chauffer le verre fondu dans une machine pour la production de fibres de verre. Le verre fondu est tiré d'une tette de filière à travers des orifices de filière situés dans le fond de la tQte de filiè- re. Au début, le nombre de filières n'a pas dépassé 200. Cependant, quand les besoins en fibres de verre ont augmenté, les dimentions des têtes de filières ont été augmentées et actuellement elles comportent de 800 à 2.000 filières ou même plus. Cela a conduit à utiliser des tettes de filières divisées, comportant, par exemple, deux côtés, chacun ayant jusqu'à 1.000 filières pour obtenir un total de 2.00o. Pour que le verre reste en fusion avant son passage dans les filières, il est indispensable que la tête de filière soit chauffée.Le réglage de la température est impératif, parce que la possibilité de former des filaments de verre dépend directement de la viscosité du verre, qui à son tour dépend directement de la température du verre. Âvec l'apparition des têtes de filières divisées, un problème a consisté à commander individuellement la température de chaque c8té de la tête de filière sans qu'il soit nécessaire d'utiliser deux systèmes séparés d'alimentation en courant Le brevet US 3.3oye.270 décrit un circuit pour commander la température de deux testes de filières séparées en utilisant un transformateur de courant principal.Cependant, certains problèmes apparaissant dans ce système concernent la nicessité de maintenir un courant de polarisation dans le système, la nécessi- té d'un réglage manuel d'un curseur et la nécessité de deux transformateurs secondaires dans le système. Le brevet US 3.803.385 concerne un système qui alimente deux éléments chauffants (ou plus) à partir d'une alimentation générale en courant. Cependant, la seule commande de la température consiste à établir ou à couper complètement le courant vers un élément chauffant donné. Le brevet US 3.291.969 décrit un système qui fournit le courant à différentes sections d'un élément chauffant unique, mais il utilise plusieurs alimentations en courant. La présente invention a pour objet un système supprimant la plupart des problèmes des systèmes antérieurs avec un système plus simple comportant des circuits en semiconducteurs pour commander deux ou plus de deux éléments chauffants à partir d'une seule alimentation en courant. D'une façon générale, le système selon l'invention comporte deux régulateurs de température et deux dispositifs à impédance ce variable double alternance pour régler le courant transmis à partir d' un transformateur de courant aux deux sections d' un élément chauffant tel qu'un manchon. Les caractéristiques de 11 invention rassortiront plus par ticulièrement de la description suiveate, donnée à titre d'exem- ple, et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel t la figure 1 représente schématiquement un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'izwention, dans lequel un premier régulateur de température règle le courant fourni par le transformateur de courant et un second régulateur de température règle le courant à travers une paire de dispositifs à impédance variable double alternance vers les deux c8tés de l'élément chauffant, et la figure 2 représente schématiquement un appareil selon un autre mode de mise en oeuvre de l'inventionadans lequel les dispositifs à impédance variable double alternance sont connectés chacun à une partie de l1élément chauffant et réglés chacun par un régulateur de température individuel pour alimenter la partie correspondante de l'élément chauffant, le transformateur de courant fonctionnant à un niveau de tension prédéterminé. La figure I représente un appareil selon l'invention qui comporte un transformateur de courant ayant un primaire 13 et un secondaire 14, le secondaire étant connecté aux bornes d'un élément chauffant 24 ayant une première partie 18 et une seconde partie 19. Cet élément chauffant peut être n'importe quel élément dans lequel la commande individuelle de la température des deux parties est désirable, mais en pratique les deux c8tés d'une tête de filière en deux parties pour la production de fibres de verre. Sur le premier c8té 18 de l'élément chauffant 24 est placé un élément détecteur de température 17, tel qu'un thermocouple, qui envoie le signal représentant la température de ce c8té de l'élément chauffant 24 à un premier régulateur de température 12 qui est alimenté en courant à travers les conducteurs électriques 25 et 26. Ce régulateur de température 12 est préalablement réglé pour une température prédéterminée pour le premier cOté 18 de l'élément chauffant 24. Le régulateur règle le courant alimentant le primaire du transformateur de courant 13 en fonction du signal de température reçu. On règle ainsi le courant total disponible pour l'élément chauffant 24 à la sortie du secondaire 14 du transformateur de courant. Un second élément détecteur de température 16, qui peut aussi être un thermocouple, est monté sur l'autre caté 19 de l'élément chauffant 22. Ce détecteur est connecté par des conducteurs 10 et 11 à un second régulateur de température 1. Ce régulateur est alimenté en courant à travers les conducteurs 60 et 61. Ce régulateur est aussi préalablement réglé pour une température donnée de la seconde moitié de l'élément chauffant 24. A la réception du signal représentant la température, le régulateur de température 1 augmente ou réduit le courant poudrant passer à travers chacun des deux dispositifs à impédance variable double alternance 62 et 63.Le dispositif à impédance variable double alternance 62 est formé par deux dispositifs i lmpXdance v variable simple alternance, tels que des tbyristors 6 et 7. De même, le dispositif à impédance variable double alternance 63 comporte deuxthyristors 8 et 9. Les thyristors 6 et 7 et les thyristors 8 et 9 sont connectés en parallèle. Les dispositifs 62 et 63 sont connectés en parallèle avec l'élément chauffant 24 par des conducteurs 20 et 21 et en série l'un avec l'autre par des conducteurs 22 et 23 espar par un conducteur de point zéro 15vau point zéro en- tre les deux côtés de l'élément chauffant 24.Le second régulateur de température rend l'un ou l'autre des dispositifs 62 et 63 conducteur de manière à dériver une qllantité suffisante de courant au niveau du c8té demandant moins de courant pour le maintien de la température voulue. En pratique, si par exemple le cOté 19 demande 100 ampères de plus que le cOté 18 pour maintenir la température au point réglé, le second régulateur 1 doit rendre le dispositif à impédance variable 63 non conducteur et envoyer un signal de commande au dispositif 62 pour permettre le passage d'un courant de 100 amp- res en dérivation du côté 18. Bien entendu, le second régulateur doit être tel que ses signaux de commande assurent une commande continue sur toute la plage de conduction du dispositif 62 et de non conduction du dispositif 63 à la conduction totale du dispositif 63 et à la non conduction du dispositif 62. Dans le cas de tbyristors,il s'agira d'un signal de déclenchement variant de fa çon continue. Dans le fonctionnement typique de l'appareil selon ce mode de réalisation, le courant passant vers les deux c8tés d'une tête de filière 2/G73, chaque cOté produisant 400 filaments de verre, peut être maintenu en utilisant comme dispositifs à impé- dance variable double alternance de commande deux paires de thyristors connectées en parallèle de la façon représentée sur la figure 1.Ces tbyristors peuvent être, par exemple, des thyristors flwestinghouse flype 282 Pow-R-Disc TE". Ces thyristors sont prévus pour un courant efficace nominal dans le sens direct de 850 ampères avec un courant moyen direct de 550 B, et ils peuvent être choisis avec des tensions de blocage dans le sens direct de 100 à 1400 volts. En plus de la boucle de by-pass de baseril peut être utilisé des résistances additionnelles pour la sensibilité ou pour établir une limite maximale du courant admissible. De plus, le régulateur peut comporter des caractéristiques additionnelles pour assurer la sensibilité requise près du point zéro. La figure 2 représente un appareil selon un second mode de mise en oeuvre de l'invention. Suivant ce mode de réalisation, un transformateur ayant un primaire 50 et un secondaire 44 est con necté en parallèle avec la première partie 49 et la seconde partie 29 d'un élément chauffant 55 tel d'une tête de filière. Le transformateur fonctionne à un niveau de tension prédéterminé, constant. Le premier cOté 49 de l'élément chauffant est muni d'un élément détecteur de température 57, tel qu'un thermocouple, qui transmet un signal de température à travers des conducteurs 45 et 46 à un premier régulateur de température 40.Ce régulateur est alimenté par un conducteur 48. Â la réception du signal de température, le régulateur de température, qui a été préalablement réglé à une température déterminée pour la première partie de l'é- lément chauffant, envoie à travers des conducteurs 58 et 59 un signal à un dispositif à impédance variable double alternance 64 qui peut être identique aux dispositifs 62 et 63 décrits ci-dessus, pour augmenter ou pour diminuer le courant permis à travers le premier cOté 49 de l'élément chauffant 55. De façon analogue, un élément détecteur de température 39, tel qu'un thermocouple, est monté sur le second côt 29 de l'élé- ment chauffant. Ce détecteur envoie à travers les conducteurs 37 et 38 un signal de température à un second régulateur de température 53 qui est préalablement réglé pour la température désirée pour la seconde partie 29 de ltélément chauffant. Ce régulateur est alimenté en courant par le conducteur 56. À la réception du signal de température, ce régulateur envoie un signal à travers les conducteurs 35 et 36 à un second dispositif à impédance variable double iternance 65, similaire au dispositif 64, qui règle le courant pouvant passer à travers la seconde moitié 29 de l'é- lément chauffant.Les deux dispositifs à impédance variable double alternance 64 et 65 sont connectés en parallèle à l'élément chauffant 55 et en série l'un avec l'autre par des conducteurs 51 et 52 et, de plus, ils sont connectés au point zéro entre les deux côtés de l'élément chauffant 55 par un conducteur 31. Suivant ce mode de réalisation, chaque régulateur de température 40 et 53 peut commander son dispositif à impédance variable double alternance 64 ou 65 de la conduction totale à laSnon-conduction. Ce mode de réalisation permet à chaque régulateur de régler séparément la température du coté correspondant de l'élément chauffant indépendamment de la régulation de l'autre cOté. Bien entendu, la description qui précede n'est pas limitative et l'invention peut 8tre mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil pour maintenir une première partie et une seconde partie d'un élément chauffant électrique à des températures prédéterminées1 ces parties étant alimentées par le secondaire d'un transformateuc de courant ayant un primaire et un secondaire, caractérisé par un premier circuit comportant un premier rogula- teur de température et un premier élément détecteur de température re agencés pour régler le transformateur de courant en réponse aux signaux représentant la tenpérature produits par le premier élément détecteur de température, et le secondaire du transformateur étant connecté en parallèle avec l'élément chauffant1 un circuit comportant un second régulateur de température, un second détecteur de température et un premier et un second dispositif à impédance variable double alternance1 ce circuit étant agencé pour permettre le passage du courant à travers le premier dispositif à impédance variable double alternance et le second dispositif à impédance variable double alternance en réponse aux signaux représentant la température produits par le second ment détecteur de température afin que le courant fourni à la seconde partie de l'élément chauffant soit suffisant pour maintenir dans celuici une température prédéterminée, et un circuit pour connecter le premier dispositif à impédance variable double alternance et le second dispositif à impédance variable double alternance à un poiX zéfo entre la première partie et la seconde partie de l'élément chauffant1 le premier régulateur de température et le second régu- lateur de température étant réglés individuellement, chacun pour une température prédéterminée. 2. Appareil selon la revendication 1,caractérisé en ce que le premier et le second dispositif à impédance variable double alternance sont formés chacun par deux dispositifs à impédance variable simple alternance. 3. Appareil selon la revendication 2 > caractérisé en ce que les dispositifs à impédance variable simple alternance sont des thyristors. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément chauffant est une tête de filière pour le filage de verre en fusion pour obtenir des fibres de verre. 5. Appareil pour maintenir une première partie et une seconde partie d'un élément chauffant électrique à des températures prédéterminées, ces parties étant alimentées par le secondaire d'un transformateur de courant ayant un primaire et un secondaire, caractérisé par un premier circuit comportant un premier rAgulateur de température, un premier élément détecteur de température et un premier dispositif à impédance variable double alternance, agencés pour permettre le passage de courant à travers le premier dispositif à impédance variable de façon qu'un courant suffisant soit fourni à la première partie de l'élément chauffant pour maintenir celle-ci à une température prédéterminée, un second circuit comportant un second régulateur de température, un second élément détecteur de température et un second dispositif à impédance variable double alternance agencés pour permettre le passage de courant à travers le second dispositif à impédance variable double alternance de façon que la seconde partie de l'élément chauffant reçoive un courant suffisant pour maintenir cette seconde partie à une température prédéterminée, le transformateur de courant étant connecté électriquement en parallèle avec l'élément chauffant, et un circuit pour connecter le premier et le second dispositifs à impédance variable double alternance à un point zéro entre la première et la seconde partie de l'élément chauffant, le premier et le second régulateur de température étant chacun réglés individuellement à une température prédéterminée. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier et le second dispositif à impédance variable double alternance sont chacun formés par deux dispositifs à impédance variable simple alternance. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs à impédance variable simple alternance sont des thyristors. 8. Appareil selon l'une des revendications 5 à 7,caractéri sé en ce que l'élément chauffant est une tette de filière pour le filage de verre en fusion pour obtenir des fibres de verre.