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METHODES DIT APPAREILS POUR LA FABRICATION DU VERRE DE SILICE...
@ le présent brevet a pour but des perfectionnements aux méthodes et appareils faisant l'objet du brevet principal et des précédents per- fectionnements, et elle concerne plus particulièrement un four électrique destiné principalement à la préparation de la silice vitreuse désignée généralement par "quartz fondu"; les perfectionnements objet du présent brevet permettent d'améliorer les produits obtenus et daugmenter la résis- tance et la durée desappareils de fusion.
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Ainsi qu'il a été déjà exposé dans le second perfectionnement, des fragments ou particules de quartz sont d'abord fondus dans le vide, et le produit de cette fusion est ensuite transformé en articles de la forme
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désirée, par conpreszion, étirage, ou par une autre opération analogue.
Si l'on désire des matières de haute qualité, une pression relativement élevée est appliquée sur la matière fondue, dans le vide,, tandis qu'elle est plas- tique, en vue de supprimer les cavités pouvant être produites à l'intérieur. la fusion dans le vide a été exécutée jusqu'ici dans un'appareil
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ouvert, an'graphite, et la température élevée nécessaire était produite [.'1¯1 un réchauffeur à résistance, en graphite, espacé du creuset en graphite, dans lequel la fusion était effectuéeçune température d'environ 1.75000. est nécessaire pour la fusion du quartz* Le réchauffeur doit nécessairement être chauffé à une température plus élevée que celle du creuset ou de son contenu.
En conséquence, la couche extérieure de la masse en fusion réagit chimique- ment avec le creuset en graphite, et si les produits de la réaction se dif-
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fusent à travers la masse, ce qui peut se produire même avant que les pièces en cristal de quartz composant la charge, comnencent à se fondre et à S'U1:.ir une autre réduction peut comnencer en laissant un revêtement autour des di- verses pièces, après qu'elles ont été fondues ensemble.
Or, la qualité de la matière est affaiblie par cette variation de
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composition, et est rendue ainsi impropre à certaines applications, notam- ment aux articles d'optique de haute qualité. On a été ainsi conduit à tre- ver que cette circonstance peut être presque complètement évitée en reti'1:'" très rapidement des produits dela lotion, lorsqu'ils sont formés, et d'un
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certain? manière particulière, qui sera indiqt.1..é¯e plus loin. En conséquence, on peut obtenir ainsi un produit de haute qualité et débarrassé de raie.: ou de stries.
Conformément au présent perfectionnement, le quartz (ou la silice} est maintenu, pendant l'opération de fusion, dans un creuset fermé, en ré- duisant ainsi an minimum l'effet des vapeurs carbonifères sur la masse de silice en fusion, et en protégeant aussi le réchauffeur incandescent, de vapeurs de silice s'échappant de la nasse en fusion.
Méme lorsque les va-
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peurs carbonifères peuvent réggir avec la silice, aursurfacea de contact,
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cette réaction ne peut pas pénétrer jusque dans la masse, la description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages du présent perfectionnement, la. figure unique montre, en coupe verticale, un four de fusion con- forme au perfectionnement, la charge 1 de silice est généralement constitué¯e par des fragments de cristaux de quartz, et contenue dans un creuset 2 qui est placé dans un récep- tacle 3 étanche aux gaz. Le creuset 2 et le réceptacle 3 peuvent être' établis tous deux en une matière convenable très réfractaire, par exemple du graphite,du molybdène, ou. du tungstène.
Dans le couvercle du réceptacle, 3, on insère un tu- be de graphite 4 à travers lequel les gaz peuvent être chassés. Autour du récep- tacle 3 est disposé un réchauffeur tubulaire 5 généralement constitué par du gra- phite, Un contact électrique est établi aux extrémités opposées du réchauffeur 5 par des bornes 6 & 7 pouvant être construites en suivre.
Un fluide réfrigérant peut être amené à ces bornes par des tuyaux 8 et 9) une partie du système réfrigérant a été omise sur le dessin, pour des mo- tifs de clarté* Le creuset 2 repose sur une cuve en graphite 10 remplie de gra- phite pulvérulent et agissant comne un écran thermique.
Un second écran en gra- phite, 11, entoure le tube. 4 et repose sur l'extrémité supérieure du réchauffeur 5; un écran cylindrique 12, contenant du graphite, entoure le réchauffeur 5,
La structure complète est supportée par des tiges de suspension 13 à 18, reliées au couvercle 17 dune enveloppe en.acier 18* Cette enveloppe exté- rieure est représentée sur le dessin en lignes pointillées, et peut être suppri- mée dans certains cas, lorsqu'on désire seulement une fusion dans le vide.
Le couvercle 17 est boùlonné sur le réservoir 18 qui est rendu étanche aux gaz, ain- si qu'il a été décrit dans le 2ème brevet de perfectionnement, et ainsi qu'il sera bien compris par les techniciens au courant des fours à vide, Les tubes réfrigérants 8 et 9 traversent le couvercle 17, et les joints sont rendus étan- ches au vide, comme représenté,
Le tuyau d'échappement 4 est relié à un tuyau métallique 19 qui est lui-même relié à un conduit d'échappement (non représenté), par un tuyau à valve.
Si on le désire, le tuyau 19 peut aussi être relié à une source de gaz sous près.
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sien, par un tuyau 20 muni d'une valve 22- Avant de faire une fusion de quarts,
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la valve 21, du t1.-:;;a: 20 est fermée, et la valve à vide 2S, du système à vide, est ouverte, en retirant ainsi des gaz de la chambre de fusion. En raison de la porosité du gravite, le gaz contenu dans l'enveloppe 18, à l'extérieur du réceptacle 3, est chassé, en même temps par le gaz s'échappant ou filtrant de cet espace, à travers les interstices du graphite, et les joints entre le tuycu
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d'échappement de gre.::;:lite et le réceptacle 3.
Si l'on désire un lingot fondu seulement dans le vide, ou un linge
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formé dans le vide et soumis ensuite à une légère pression, on peut se dis,er¯: ¯ de l'envelops en asisr 18, et établir les organes en graphite avec de forte:' parois. L'appareil en graphite peut ensuite être suspendu dans le four à tube de carbone, ainsi qu'il peut être facilement compris par les techniciens spécia- lisés.
Des lingots formés dans le vide, tels que ceux qui sont établis de manière courante, et étires ensuite en tubes, tiges, rubans ou analogues, au
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moyen d'un f oiir à tut-a de carbone, peuvent être fabriqués de cette façon, ou bien les bulles feâ.f..es dans le lingot peuvent être notablement diminuées pour certaines applications, en appliquant une pression d'environ 7 kgcq., ou mL1e une pression plus élevée, dans un appareil de graphite à vide.
La pression né- cessaire peut être obtenue en fermant la valve à vide 21, et en admettant du gaz sous pression par le tuba à valve 20*
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Lorsqss le produit fondu dans le vide doit être soumis à des pres- sions plus élevées, insi qu'il a été déjà décrit, les parois du graphite du réceptacle 3 et du tuyau 4 peuvent être suffisamment épaissies et rendues étau- ches aux joints, pour résister à la pression nécessaire.
On peut insérer des tampons dans des tarons prévus en diverses places da l'appareil, coince il est
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représenté en 3. 77--squton admet un gaz sous pression, ce,s tampons ou fiches sont retirés, et les pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur du récop- tacle de graphite sent alors égalisées.
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les dispositions précédentes, et notaJ:1:;:<,nt le vide créé dans l'es- paee autour du quarts en fusion par tin conduit t co:;':;",liq#nt avec un réceptacle fermé entourant la 11'.<1sse en fusion, permettent d'obtenir les avantages suivants:
10) Les gaz té\3I1appe.nt de 2a masse en fusion, qui attaquent le
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carbone à l'incandescence, sont retirés avec une vitesse plus élevée que dans le cas où ils pourraient se diffusera travers l'espace compris dans l'enveloppe extérieure;
2 ) La masse de quartz est protégée des vapeurs de carbone, du ré- chauffeur très incandescent.
3 ) Le réchauffeur est protégé de l'effet chimique des vapeurs de silice, et sa durée est ainsi notablement accrue.
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre du perfectionnement.