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" Méthode et appareil pour la fabrication de tubes en verre ".
''La présente invention est relative à la fabrica- tion de tabes en verre par étirage de verre fondu, de haut en bas à partir d'un orifice pratiqué dans le fond d'au récipient contenant du verre fonda.
Les méthodes et appareils connas servant à cette fabrication ont le désavantage de provoquerla forma- tion de stries et d'imperfections sur les surfaces des tabes à ,; Base du contact da verre, qui doit être relativement froid roui? permettre l'étirage, avec la surface des dispositifs étirenrs.
L'objet principal de la présente invention est de s apprimer ce désavantage .
L'invention consiste en la méthode dE, fabrication de tubes en verre qui comprend l'écoulement du verre d'an réservoir de verre fonda au-dessus de la crête
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d'une bordure e 8 anala il' seu6--9 9 ±0 CIllE: d'un .... ouca nt creux, la surfsce intérieure du courant armulaire étsjlt exempts du contact d'un dispositif ébawhour quelconque,et le refroidissement de ladite surface inbéricure par raon- nerne nt .
L'invention consiste aussi ? fournir un appareil
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pour la réalisation de cette méthode, comprenant en avec combinaison/an récipient ayant 1111 orifice dirigé de haut en bas formé par une bordure annulaire dans le :tend. dudit tééipiL'-it , ai-i élément refroidi disposé à l'intérieur de la bordure aiu1.1laice,et un régulateur destiné 2 régler le débit au-dessus de la çr64t-le de la bordure de telle manière que le verre passe au-des sus de celle-ci, en sortant du récipient, sous la forme
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d'un \"'oarant annulaire se.L,s entrer en contact ave.; l'élément refroidi.
La forme de réalisation spécifique de 1'invention est mise en lumière dans la description suivante et re- présentée à, titre d'exemple dans les dessins annexés ,
Dans ces dessins:
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Il fig. 1 est une vue de profil en élévation d'un appareil propre à. la réalisation de la méthode suivant
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1 Tinvent ion, La fig. 2 est une vue en plan de l'appareil, La fig. 3 est une vue 211 coupe pratiquée suivant la ligne 3-3 de la fige 2.
Dans les dessins examinés en détail, une base 10. de forme rectangulaire et construite de préférence au
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moyen de poutres en -Uest supportée par des organes yen- dants 11 formant paliers dans lesquels sont montés les essieux des roues 12 qui assurent la mobilité de l'ap- pareil..', la base sont fixées quatre cornières 13 sup-
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portant une pièce coulée 14: en U' dont le centre-est
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percé d'une grande ouverture, circulaire entourée d'un rebord 15 (fig. 3).La surface supérieure de cette piè- ce coulée est pourvue, tout près du rebord 16, d'un chemin de roulement 16 pour billes.
Une roue dentée
17 s'adapte à rotation autour du rebord 15 et est pour- vue d'un chemin de roulement 18 qui coopère avec le uhemin de roulement 16 et les billes 19 pour former un support antifriction. Un pignon 20 (ffg. 1) qui est commande par une source de puissance queleconque,repré- sentée ici sous la forme d'un moteur élecrique. 21 ) est sapporté 8 rotation sur lapièce coulée 14 de manière engrener avec la roue dentée 17. Un carter 22 est disposé sur la pièce coulée 14 de manière enfermer la roue dentée 17 et des douilles 23 sont faites d'une pièce avec; le carter dans le bat qui sera expliqué ci- après.
Sur la roue dentée 17.un boîtier 25 est supporté par des appendices 24 (fig. 3). le fond de ce boîtier 25 qui peut tourner avec; la roue 17 est percé d'une ou- verture circulaire 26 entourée d'un rebord saillante 27.
Une cuvette 28 en matière réfractaire repose sur l'arê- te supérieure du rebord 27 et est séparée des c;ôtés du boîtier par de la matière isolante 29.dans son fond est formée une ouverture 30 qui coinaide avec l'ouverture 26 du boîtier. Un anneau 31 est boulonné au fond du boîtier 25 de manièreêtre recouvert en partie par le bord de l'ouverture 26 et supporté' un cône 32 e n mat iè- re réfractaire qui s'avance de bas en haut à l'inté- rieur de la cuvette et s'adapte exactement dans l'ouver- ture 30. L'extrémité supérieure du cône reçoit la forme d'un anneau s'avançant vers l'intérieur de manière à former un orifice circulaire 33 de coulée du verre.
Au cote inférieur de la pièce coulée 14 pendent des consoles 35 qui supportent par leur extrémité infé-
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rie are s an dispositif de polissage au 1".Ù et de refroidis- sement disposé sur la f'al-e intérieure du c8ne, concentri- caement E l'orifice 3.}. ,-8 dispositif consiste en un- ,,;;r- lindre$ intérieur 36 et un cylindre extérieur ü7 espacés et disposés c;0l1l.entriClQerü9:1.t l'an à l'autre, les extrémités inférieures de ces cylindres étant r"liées par ane base 38. L'extrémité supérieure du ;:ilil1dr:.. intérieur 36 est épanouie ce--pendant que l'extrémité supérieure da cylindre extérieur 57 est tournée vers l'intérieur en 3.
Sur la psrtie 59, tournée vers l'intérieur, du cylindre? exté- rieur est supporté un brûleur angulaire 4:0 dont les orifi- ces sont destinés 8. projeter une flamme contre le verre 8 l 'e '1.dro it ou il émerge de l'orifice 3.J du c6ne 32. Entre le cylindre intérieur 56 et le cylindre extérieur 37 ,des cylindres espacés -11 et t 42 sont disposée oncentriqueiuent l'un µ 1 ' a at .e , le cylindre intérieur -1 étant de moindre hauteur que 19 cylindre extérieur 42. 4 travers la base 38 susmentionnée, un tuyau -=3 est relié 8 l'espace compris entre le cylindre épanoui 36 situé le iJ1as l'intérieur et le cylindre plus court 41, pour admettre de l'eau froi- de dams l "Sl;9e entre les cylindres.
Jn tU;Y80. 4,4 d'éveu18" 4y tion d'eaoYest relié travers la base 58 s l'espace com- pris ente'? les cylindres n et 4:2 et un car ne su bzz Part de l'espacp forme entre le cyli 1dre -J,2 et le cylindre le pour pwc plus extcrjpur 37Yé#ol.aerYtÜf.[;'e Î6S produits de combos- tion du brûleur 40 aa i..c, ,,.o n d'un ve.-lti1atear aspiration
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(non représenté).
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7JllC pi,.3<;E' coulée 46 est supportée au-dessus d: 13 ca- vette au moyen de poteaux 47 dont les extrémités infétiGl1- res sont ioitroduites dans les douilles 25 du carter 22.
La pièce coulée est pourvue d'an rebord 49 s'avançant vers l'intérieur et supportant un ucuvercle 5G. en matière ré- fractaire, comprenant âne partie en forme de dôme ,dont le
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bord inférieur s'étend au-dessus du bord supérieur de la Lavette 28.
Les parties saillantes du couvercle contiemment des lumières 51 à travers les quelles des brûleurs appro- priés (non représentés) peuvent être placés, et les côtés da couvercle s'étendent parallèlement (figure 2). à partir, de la ligne de centre transversale dE l'appareil et se ter- minent en une paroi perpendiculaire 52 qui est disposée dans un plan situé au-dessus de la cuvette 28, apvroxima- tivement mi-chemin entre son centre et son bord, Ceci permet à une partie de la cuvette de rester ouverte en 55 pour agir cornue ouverture d'admission pour le verre fon- du. La partie centrale du couvercle est percée d'une ou- verture 54 qui est concentrique au cône 33.
Dans une douille en 56 dans la pièce coulée est adap- té un poteau creux 55 (fig. 1) qui s'avance vers le haut à partir de ladite douille, et sar 1,,-quel -peut glisser un bras 57 portant un appendice perforé 58 qui est mobile sur un organe fileté 59 sar lequel un écrou 60 peut être réglé pour limiter le mouvement de descente du bras 57.
Un câble 61 est fixé au bras 57 et court sur une poulie 62 d'où il descend l'intérieur du poteau 55 jusqu' un dis- positif approprié de treuil cochet (non. représen- 63 té), qui est actionné par un volant à main (fig.2) pour faire monter le bras 57. Sur l'extrémité extérieure du bras 57 est formé un collier 64 auquel est fixé un manchon
65, et une piécé 66 griffes est fixée au manchon 65 peur supporter un manchon 67 en matière réfractaire par enga- gement avec le rebord de l'extrémité supérieure de celui-ci
Le manchon 67, étant supporté parr le bras 57, peut étce réglé verticalement en élevant ou en abaissant le bras et quand il est abaissé, grâce au contact des parois de l'ouverture pratiquéedans l'appendice 58 avec;
l'organe fils- té 59, le manchon sera maintenu concentriquement àl'ori- fiue 33. un t@yau fileté extérieurement 68 s'adapte de
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façon mobile dans le manchon porteur 65, les filets de vis taillés sur le tuyau coopérant avec un volant main fi-
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leté 69 qui est sarporté 8. rotation sur le dessus du col- lier 6-:h. le tuyau porte à son extrémité inférieure an re- ireiâissa.,r,. 70 auquel il fournit (3e l'eau, qui consiste de préférence en une c:
heriae!d'eau, de forme conique .Dans la chemise e .- conentriquem-.nt a tuyau 68 plonge an tube plus étrcit 71 qui agit comme orifice de sortie pour l'esu ce pendant qu'un tuyau conducteur d'air 72, concentrique
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l'. ce tU;-y8o. de sertie 71, et dont le rôle sera décrit ci- orrès tÎ3VP1'SE 0oT1:r'1teLl nt l'agent de re3-roidis':.enc:zt, LE volant 2 m::,in 69 permet d'élever et d'.gbr jS8', le rciroi?i- seul' 70 pour faire varier la distance qui le sépare du
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verre qai s'écoule dans l'orifice 33.
Le tayau d'admission d'eau 68 est relié ?> une cllstriljL1tion d'eau 8T)IWoT!L'iél',et le tuyaa de sortie 71 est raccorde de toute manière conve- =1àbLe pane conduite de décharge poar l'eaa de r ebut,ep4.z- dant que le tube condtictear d'air 72 est relié 8, une dis- tribution d'air appropriée clUelc;ol1CLi1e .
Quand on dit faire 'owtio-er l'appareil, on le pla- ce de manière que l'orifice d'entrée 53 se trouve sous le
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foyer a1téL'iearVd'an four (non représenté),l'orifice s3 étant situé immédiatement au-dessus d'un trou 74 dans le plancher sur lequel l'appareil repose.
Pendant le fonctionnement,on fait tourner la cuvette
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28 Titessc constante 2 l'aide da moteur 21, et un courait de verre fondu 76, réglé par une vanne appropriée 77 d'a- près la dimension du tube que l'on doit étirer, s'éboule
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dans La c,uvFtte 28 2. partir àu foyer antérieur 7'J.. Le verre s'écoule sous le bord du manchon 67, et lorsqu'il monte l'intérieur du manchon, le refroidisseur 70 absor- b un peu de la chaleur qui rayonne de la surface exposée
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78 du verre 76.
Le verre fondu est maintenu dans la \;L1vet-
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te à une hauteur telle que sa surface supérieure se trou- ve dans un plan situé au-dessus de l'extrémité supérieure du cône 32 et de là le verre s'écoulera au-dessus de l'a- rête du cône et à. travers l'orifice 33 qui est d'un diamè- tre assez grand poar maintenir ouverte l'âme du tabe,le verre plastique descendant travers le cône 32 et le cy- lindre 36.
Un courant d'air constant est maintenu à à travers le tabe 72 de manière '-0 créer an tirage travers l'ame des tubes, ce qui produit un conrant d'air, dirigé de haut en bas entre le refroidisseur 70 et la surface du verre en 78, qui renforce l'action d'absorption de chaleur du refroidisseur, Ce tirage de haut en bas l'intérieur du tube tend aussi à refroidir la sufface intérieure de celui- ci jusqu'à une certaine distance en dessous de la cuvette et hâte le durcissement da tube. Q uand le tube émerge da cylindre 36, il est dirigé à travers le trou 74 dans le plancher jusqu'au dispositif d'étirage 75 au moyen du- quel il est étiré à dimension.
Cette opération de traction peat être effectaée à la main, ou parfois par l'action de la pesanteur, mais on a constaté qu'un appareil mécanique fonctionnant à une vitesse déterminée produira les meil- lears résultats.
L'état du verre lorsqu'il s'écoule aa-dessus da bord de l'orifice 33 peat , en faisant varier la position du refroidisseur @@ par rapport à la surface du verre, être réglé de manière qu'une couche de verre présentant la plas- ticité correcte poar l'étirage soit formée entre le cône 32 et le bord inférieur du manchon 67. Etant donné que la couche de verre qui se trouva le plus au-dessus durant l'opération d'étirage devient éventuellement la paroi inté- rieure du tube sans toucher aucune surface dure ne cédant pas, elle n'est pas sujette à la détérioration oa la for- mation de stries pendant l'opération d'étirage et en consé-
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quence l'intérieur de la paroi du tube sera exempte d'im- perfections.
Au moyen du volant à main 63 et de l'écrou 60 la position verticale du manchon 67 peut être réglée d.. telle manière que la hauteur du verre par rapport à
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l'orifice 31 -puisse être maLrte:1L1S et il en résulte qu'une quantité de verre suffisante s'écoulera au-dessus du re- bord de cet crifice pour donner à la paroi(la tube 79 l'é- paisseur voulue.
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A cause de la tempsrature initiale du verre fondu 76 et de l'action rcfroidissante du refroidisseur 70, la température du verre passant au-dessus du rebord de l'o- rifice 33 s'accroît avec sa profondeur ou la distance qui le sépare de la surface supérieure refroidie en 78.
C'est pourquoi, alors que la couche de verre qui forme la surface intérieure do. tube est suffisamment refroidie pour? supporter l'opération d'étirage, le verre qui touche le re bord de l'orifice et forme l'Extérieur du tube peut avoir
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di! #:.>C!:!!t air 'Lluidit6-p-our effacer toutes stries qui pourraient être formés sur lui par de légères irrégularités de l'ori- fice.
La flamme sortant du brûleur 40 est dirigée de ma-
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nière 20 uhauffer l'orifice et aussi la surface du verre lorsqu'il quitte l'orîfiue,auEmentei-it ainsi la températu- re initiale du verre suffisamment pour que cette opération d'effacement s'effectue avant que le tube passe dans le
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cylindre 36, ou l'action refroidissante de l'eau lorsclal elle coule entre les cylindres s 36 et zal refr'oidi le tube dans Ime mesur appréciable. Cette action refroidissante hâte le duruiss±'m<3l1t du tube,qui est complété par l'absorp- tion de la chaleur du tube par l'air entdessons de la a u- vette .
Vu que le tube est dans 1.111 état plastique jusqu'. une distance- considérable en dessous de la 1.; o.vette, il paut être étiré vers le bas la dimension voulue par le dis- positif étireur 75, avant qu'il durcisse. La dimension du produit fini peut être contrôlée en réglant la vitesse du
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dispositif étirear ou en,réglant la viscosité du verre lorsqu'il quitte la navette ou en réglant les deux la ' fois.
Quand le tube est étiré rapidement,il sera étiré vers le bas jusqu'à, ce qu'il ait un petit diamètre avant qu'il se solidifie et une vitesse d'étirage plus le te aura pour résultat la production d'un tube de- plus grand diamètre. De plus, la viscosité du verre lorsqu'il quitte la uvette exerce une influence sur le diamètre du tube en ce se.is qu'une viscosité accrue a pour résultat jun accroi- sement de diamètre.
Quand on étire un tube de grand diamètre,il peut être nécessaire d'admettre de l'air sous pression l'intérieur da tube et pour ce faire une grande quantité d'air peut être envoyée de force à travers le tube conducteur d'air 72, mais dans la fabrication de petits tubes ce n'est habituellement pas nécessaire, Par l'expérimentation on a constaté que la hauteur du verre par rapport è l'orifice
33, l'état du ve @re en 78 et la vitesse du mouvement du dis- positif étirear 75, peuvent être réglés l'un par rapport à l'autre de manière à produire rapidement un tube parfait des dimensions voulues.
On peut faire tourner la cuvette
28 vitesse constante au moyen du moteur 21 pour assurer l'uniformité de la température et du volume du verre lors- qu'il s'écoule au-dessus du cône 32 et hors de l'orifice 33.
On peut fabriquer de cette manière des tubes quidoivent avoir partout des dimensions précises, mais quand on doit satisfaire à des exigences moi-is strictes,on peut obtenir de bons résultats sans faire tourner la cuvette ou même en utilisant un récipient fixe pour le verre fondât.
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