Brevet FR2447126A1 — publié le 19800814

La présente invention concerne les contacts métalliques permettant d'amener un courant électrique, pouvant 8tre de forte intensité, sur un produit à haute température, soit pour chauffer ce produit par effet Joule, soit simplement pour effectuer une mesure é électrique Ces contacts doivent entre refroidis de façon à évacuer le flux de chaleur provenant du produit ainsi que le dégagement de chaleur du au passage du courant électrique, si celui-ci est de forte intensité On utilise souvent à cet effet des contacts directement refroidis par circulation de liquide.Mais le flux thermique maximal que peuvent évacuer ces contacts est limité par l'apparition de phénomènes de cavitation au voisinage de 11 ébullition; il se forme sur le contact des bulles de vapeur qui demeurent sur le contact et n'évacuent pas de calories et le contact peut se dégrader aux endroits où se trouvent ces bulles. La présente invention a pour objet un contact métallique refroidi par circulation de liquide, qui remédie à cet inconvénient. Le contact selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un élément qui est réalisé en une matière conductrice de la chaleur et de l'électricité et est monté mobile dans un perçage d'un bottier de support, et en ce que ce perçage comprend une zone élargie ou cavité qui est munie de moyens permettant d'y faire circuler un liquide de refroidissement Lors de l'utilisation du contact, le flux de chaleur qu'il reçoit se propage par conductibilité jusqu'à la portion de l'élément se trouvant dans la cavité et qui le transmet au liquide circulant dans cette cavité.Ce liquide entre partiellement en ébullition au contact de l'élément; mais, comme la surface de contact est relativement grande et qu'il existe un gradient de température entre la partie du contact appliquée sur le produit chaud et la portion de l'élément au contact du liquide, il n'y a pas formation de bulles de vapeur surchauffée demeurant en permanence au contact de ltélément. Pour augmenter la surface d'échange, la portion de l'élément mobile se trouvant dans la cavité peut comporter des dents ou ailettes à sa surface. Les contacts réalisés jusqu a présent sont constitués par un ensemble de pièces assemblées par soudure. Cette disposition qui est nécessaire puisque ces pièces sont traversées par des canaux de circulation de liquide de refroidissement, complique le changement des pièces usées. Par contre, dans le contact selon l'invention, l'extrémité destinée à venir s'appliquer sur le produit chaud peut être constitué par une pièce amovible fixée par emboitement conique sur l'é- lément mobile, Il est ainsi facile de changer cette pièce si elle est usée ou si les conditions de travail l'exigent. L'élément mobile peut comporter un canal axial qui débouche dans un évidement destiné à recevoir la pièce amovible et peut entre relié à une source de pression; cela facilite le retrait de cette pièce amovible. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du contact selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel : La Figure 1 est une vue en coupe axiale du contact, La Figure 2 en est une coupe transversale suivant Il-Il de la figure l. Tel qu'il est représenté au dessin, le contact selon l'invention comprend un élément fixe ou boîtier 1 muni de deux portées axiales rectifiées la et lb dans lesquelles sont montées coulissantes deux portions cylindriques recjtsfiees 2a et 26 d'un élément de contact mobile 2, avec interposition de joints d'étanchéité 3. L'élément 2, qui est en un métal bon conducteur, fait saillie des deux cotés du bottier 1 et est muni, à l'une de ses extrémités, d'un évidement tronconique 4 dans lequel est emmanchée une pièce de contact 5; l'extrémité libre de cette pièce est, de préférence, arrondie et de diamètre plus grand de façon à faciliter sa mise en place et son extraction. Un canal 6 perce axialement dans l'élément 2 permet d'appliquer dans l'évidement 4 une surpression propre à provoquer l'expulsion de la pièce de contact 58 lorsqu'il est nécessaire de changer celle-ci. Une tresse métallique 7 est fixée par un boulon 8 sur l'extrémité de l'élément 2 opposée à celle munie de ltévidement 4. A son extrémité située au delà de la portée la, le boitier comporte un évidement 9 qui est obturé par un bouchon fileté lo, Dans cet évidement est logé un ressort ll qui prend appui sur le fond dudit évidement et sur une rondelle 12 maintenue en butée contre la portion cylindrique 2a de l'élément 2. La pièce de contact 5 est ainsi maintenue dans la position représentée au dessin tout en pouvant reculer axialement de manière élastique. Entre ses deux portées la et lb, le bottier 1 comporte une cavité 13 dans laquelle débouchent tangentiellement un conduit d'arrivée de liquide 14 et un conduit de départ de liquide 15. La partie de l'élément 2 qui se trouve dans la cavité 13 comporte une ou plusieurs séries d'ailettes radiales 16. En fonctionnement, l'ensemble formé par le boftier 1 et l'élément 2 avec sa pièce de contact 5 est appliqué sur un produit chaud 17 à l'aide d'un dispositif de support non représenté. En même temps, un liquide de refroidissement8 par exemple de l'eau, est admis dans la cavité 13 par le conduit 14; ce liquide prend un mouvement de rotation de sorte qu'il stétablit un gradient de pression à symétrique axiale dans le liquide, autour de l'élément 2. Le flux de chaleur provenant du produit chaud 17 se propage le long de l'élément 2 jusqu'aux ailettes 16 qui le transmet au liquide en circulation dans la cavité 13. La surface totale des ailettes est calculée de façon que la densité maximale de flux thermique qu'elles doivent transmettre corresponde au moins à l'ébullition du liquide de refroidissement à leur surface. Dans ces conditions8 le liquide de refroidissement est en ébullition au pied des ailettes et sur une longueur de celles-ci qui est d'autant plus grande que le flux thermique à transmettre est plus grand, Cette ébullition se produit sans la formation de poches de vapeur qui risquerait d'entrainer une dégradation des ailettes, car la portion de l'élément 2 immergée dans le liquide se trouve à une température notablement inférieure à celle de la pièce de contact 5. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et repré senté mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. C'est ainsi, par exemple, qu'on pourrait remplacer le ressortE par un vérin pneumatique ou hydraulique permettant d'appliquer la pièce de contact 5 sur le produit chaud 17, avec une pression donnée REVENDICATIONS 1. - Contact électrique refroidi par circulation de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un élément qui est réalisé en une matière conductrice de la chaleur et de l'électricité et est monté mobile dans un perçage d'un bolier de support, et en ce que ce perçage comprend une zone élargie ou cavité qui est munie de moyens permettant d'y faire circuler un liquide de refroidissement. 2. - Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de l'élément mobile se trouvant dans la cavité comporte des dents ou ailettes à sa surface. 3. - Contact selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que son extrémité destinée à venir s'appliquer sur le produit chaud est constituée par une pièce amovible fixée par embo#tement conique sur l'élément mobile, 4e ~ Contact selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément mobile comporte un canal axial qui débouche dans un évidement destiné à recevoir la pièce amovible et peut être relié à une source de pression. 5. - Contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée du liquide de refroidissement dans la cavité et le conduit de départ de ce liquide débouchent tangentiellement dans cette cavité.