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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION DE FIBRES DE VERRE ET MATIERES ANALOGUES.
Il est connu de fabriquer des fibres de verre ou de ma- tières analogues en faisant passer un filet de la matière fondue qui s'écoule du four de fusion ou d'un autre réservoir dans un cou- rant de vapeur d'eau ou d'un autre fluide, ce filet étant étiré en fibres par l'action de ce courant de fluide. pour retirer tous les avantages de ce procédé, notamment au point de vue de la finesse des fibres de verre, il convient d'é- viter le refroidissement superficiel du filet de verre avant sa transformation en fibres.
L'invention a pour but de réaliser et d'améliorer le pro- cédé mentionné de telle manière qu'on puisse fabriquer par celui-ci des fibres de verre ou matière analogue de la finesse. désirée. pour atteindre ce but, on maintient, conformément à l'invention, le filet de matière s'écoulant du réservoir, jusqu'à ce qu'il ait atteint le courant de fluide, et le cas échéant encore pendant l'action de ce dernier, à la même température ou à une tem-
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pérature plus élevée que celle que possède la matière fondue dans le réservoir.
Pour faciliter la formation de fils et accroitre la pro- duction, on peut, conformément à l'invention, produire l'écoulement du filet de matière à partir du réservoir sous forme d'une série de minces filets situés à côté l'un de l'autre par exemple suivant un cercle. On peut également faire agir sur la matière, à l'inté- rieur de l'espace formé par ces mêmes filets, un courant de fluide dirigé sensiblement dans la direction d'écoulement des filets. pour constituer, en totalité ou en partie, le ou les cou- rants de fluide employés dans le procédé d'étirage suivant l'inven- tion, on peut utiliser un gaz combustible, de sorte que par la com- bustion de ce dernier il devient possible de maintenir la matière à une température élevée également pendant son étirage.
Pour la réalisation du procédé, on emploie un four de fusion ou un réservoir pour la matière fondue avec un orifice de sortie pour celle-ci, orifice en dessous duquel est disposée, sui- vant le même axe que cet orifice et à quelque distance de celui-ci, une tuyère de soufflage par exemple annulaire ou analogue, destinée à produire le courant de fluide effectuant l'étirage du filet de verre sous forme de fibres, Avec ce dispositif on prévoit, confor- mément à l'invention, entre l'orifice de sortie du verre et la tuy- ère, une chambre de chauffage entourant le filet de matière dans son trajet du réservoir à la tuyère et pouvant être chauffée de façon réglable, de manière à maintenir le filet de matière à la tempéra- ture élevée désirée jusqu'à la formation de fibres,
un avantage im- portant de cette disposition résidant dans le fait que le réglage de la température du verre et en particulier la surchauffe avant l'action du jet fluide d'étirage peut être réalisée alors que le jet fluide n'est en contact avec aucun corps solide.
On peut faire agir le fluide d'étirage sur le filet de matière lorsque ce filet se trouve à une température élevée, en rapprochant la tuyère de soufflage de l'orifice de sortie du ré- servoir,
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pour diviser le filet de matière, à sa sortie du réservoir, en plusieurs minces filets distincts, on peut, conformément à l'in- vention, monter ou rapporter dans l'orifice de sortie des disposi- tifs particuliers, qui produisent un nombre convenable de petits ca- naux pour l'écoulement de la matière fondue'-,' Il peut en même temps être prévu un canal axial, par lequel on introduit le fluide ou le gaz combustible dans l'espace libre formé par les minces filets de matière.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple quelques formes de réalisation de l'appareil suivant l'invention.
La fig, 1 est une vue en élévation de côté d'un appareil de ce genre ;
La fig. 2 représente une coupe à travers l'appareil sui- vant la ligne 11-11 de la fig. 1 ;
La fige 3 représente une coupe analogue à celle de la fig. 2 pour une autre forme de réalisation ;
La fig. 4 représente une coupe correspondante à travers une autre variante;
La fig. 5 représente une vue de détail en coupe à travers un brûleur-souffleur d'une forme particulière;
La fig. 6 représente une coupe à travers une partie d'un avant-corps, avec un corps rapporté pour la formation de plusieurs filets de matière;
La fig. 7 est une vue en coupe horizontale suivant la li- gne VII-VII de la fige 6 ;
La fig. 8 représente une vue en coupe à travers un avant- corps avec d'autres moyens pour la formation de plusieurs filets;
et
La fige 9 est une vue en coupe horizontale suivant la li- gne IX-IX de la fig. 8.'
Bans la forme de réalisation suivant les figs. 1 et 2, le four de fusion 10 comporte un avant-corps 11, dont la sole présente, au voisinage de son extrémité avant, un orifice de sortie 12. Au moyen d'un poinçon 13, qui pénètre par le haut dans l'orifice de
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sortie 12 et qui est de position réglable en hauteur, on règle la section de l'orifice de sortie 12 et par suite celle du filet de verre 14, qui se forme et s'écoule par cet orifice,
En dessous de l'orifice de sortie 12 se trouve une cham- bre de chauffage 16,, dont les parois 15 constituent, dans l'exemple considéré, un cylindre se raccordant à la sole de l'avant-corps 11.
Les parois 15 consistent en une matière réfractaire et sont entou- rées d'une enveloppe métallique 17. La chambre de chauffage 16 com- porte dans son fond un orifice de sortie 18, qui est disposé suivant le même axe que l'orifice de sortie 12 de l'avant-corps 11.
En dessous du fond de la chambre de chauffage 16 se trou- ve un souffleur 20, comportant une chambre annulaire 21, à laquelle de la vapeur d'eau ou un autre gaz sous pression est amené par une conduite 22 à partir d'une source appropriée. Le souffleur comporte en son milieu un canal pour le passage du filet de verre 14, canal qui est disposé suivant le même axe que l'orifice de sortie 18 de la chambre de chauffage. La paroi intérieure de la chambre 21 du souffleur 20 comporte une fente annulaire ou une série de trous 23 pour la sortie du courant de fluide. A travers la paroi de la cham- bre de chauffage 16 pénètre dans celle-ci un brûleur 25, qui pro- duit à l'intérieur de la chambre une flamme de chauffage, par la- quelle le filet de verre peut être amené à une température supé- rieure à celle qu'il possède à sa sortie de l'orifice 12..
Le brü- leur 25 peut être disposé de telle manière que la flamme pénètre diagonalement dans la chambre et se déplace suivant une hélice au- tour du filet de verre.
Le courant de vapeur d'eau ou de gaz, sortant de la tuyère annulaire 20, enveloppe le filet de verre très fluide et l'étiré en petits fils ou fibres. La fente ou trous 23 de la tuyè- re de soufflage sont disposés de telle manière que le gaz, sortant de celle-ci, est conduit suivant dee directionsconvergentesvers le bas, de sorte que le courant de fluide agit sur le filet de ver- re à une courte distance en dessous de la tuyère annulaire'et exer-
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ce sur le filet de verre, en l'étirant en fils fins, une action éner- gique d'étirage ou de soufflage.
Les flammes ou gaz chauds du brûleur 25 sortent de la cham- bre de chauffage 16 par l'orifice 18 ménagé dans le fond de celle-ci et l'ouverture de sortie de la tuyère annulaire, de sorte que le verre est maintenu dans une atmosphère fortement chauffée jusqu'à ce qu'il soit soumis à l'action du souffleur. De cette manière, le verre peut' être maintenu à une température élevée et dans un état bien fluide jus- qu'à ce que sa transformation en fines fibres ait eu lieu.
L'étirage des fils ou fibres à partir du verre a lieu pendant que celui-ci est encore relié à lamasse de matière fondue dans l'avant-corps ou au filet 14, ce dernier constituant un point d'ancrage ou de retenue pour le verre lors de son étirage et favorisant ainsi la transformation en fibres par étirage, Dans le cas où l'on fait arriver au souffleur 20 des gaz combustibles, le souffleur peut travailler comme souffleur- brûleur et peut amener au filet de verre, pendant l'étirage en fils, en outre de la chaleur du brûleur 25, une quantité supplémentaire de chaleur.
Dans la forme de réalisation suivant la fig. 3, la chambre de chauffage 16 est supprimée, En dessous de la tuyère de soufflage est disposée une cuvette 26, reliée à celle-ci et comportant dans son fond une ouverture 27 pour le passage du verre pendant la transforma- tion en fibres; Cette cuvette en isolant les jets de fluide,de l'air ambiant, sert à éviter la formation de courants d'air induits qui pourraient agir sur le filet de verre ; elle produit en outre une con- tre-pression et finalement a pour résultat de retenir le filet de ver- re, c'est à dire de le maintenir en quelque sorte en suspension, de sorte que l'action des jets de fluide au point de vue de l'étirage du filet de verre, est rendue plus complète.
Dans la variante suivant la fig. 4, la cuvette de contre- pression 26 est disposée en dessous d'une tuyère de soufflage annulaire qui, comme dans la construction suivant la fig. 2, est disposée à l'ex-
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trémité inférieure d'une chambre de chauffage 16.
La fige 5 représente une forme de réalisation d'un souf- fleur ou brûleur, dans laquelle les orifices 23 de la chambre de pression 21 sont situés près de l'extrémité supérieure du souffleur, de sorte que la flamme ou le gaz sous pression est soufflé par les orifices de sortie à travers l'espace intérieur du souffleur vers le bas. Dans cette construction, le verre s'écoulant par l'orifice 12' vient mmédiatement, avant dTavoir eu l'occasion de subir un refroidissement notable, sous l'action du courant de fluide,
Dans l'exemple de réalisation suivant les figs, 6 et 7, le verre, s'écoulant de l'avant-corps 11, est divisé en plusieurs filets minces. A cet effet, dans la sole de l'avant-corps 11 est rapporté un corps 31, en matière réfactaire, qui comporte une sail- lie annulaire centrale 32, s'étendant vers le haut au-dessus du niveau du verre dans l'avant-corps.
Suivant l'axe de ce corps rap- porté 31 passe un canal vertical 33, autour duquel sont ménagées plusieurs fentes verticales 34. celles-ci constituent des canaux distincts, conduisant vers le bas à travers'le corps rapporté 31 et par lesquels le verre s'écoule en minces filets distincts 30.
Ces filets passent alors à travers un souffleur 20 de'l'un des types précédemment décrits et sont étirés en fibres par ce dernier.
Les figs, 8 et 9 représentent un autre dispositif pour la division de la matière s'écoulant en minces filets distincts. il est prévu ici un poinçon 131 pour le réglage de lécoulement à travers l'orifice de sortie 12, Ce poinçon. comporte à sa périphé- rie plusieurs nervures 35, qui forment, à l'intérieur de l'orifice 12, avec les parois de celui-ci, des canaux 36 par lesquels le verre s'écoule en filets distincts 30.
Le poinçon 13T comporte un alésage longitudinal axial 37, par lequel de l'air, de la vapeur d'eau ou un autre gaz, notamment combustible, peut être amené sous pression, pour étirer les filets de verre 30 en fils minces, en exerçant une action analogue à celle d'un des souffleurs 20 décrits et éventuellement une action de chauffage.' On peut toutefois encore
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employer un souffleur 20, qui coopère alors avec le courant de flui- de amené à travers le poinçon creux 131.
Dans les dispositifs suivant les figures 6 à 9, on peut naturellement aussi employer une chambre de chauffage telle que 16 et, bien que l'invention ait été plus spécialement décrite conjointe- ment à un écoulement du verre en forme de filets, elle est, bien en- tendu, applicable également conjointement à l'écoulement du verre sous forme de nappe.
REVENDICATIONS --------------------------------
EMI7.1
l.- Un procédé pour la fabrication de fibres à partir de ver- re fondu et de matières analogues fondues, dans lequel on fait pas- sèr de la matière fondue s'écoulant d'un réservoir sous forme d'un ou plusieurs filets ou semblable, dans un courant de vapeur d'eau oor . autre fluide qui étire ce ou ces filets, ou semblable, en fibres, caractérisé en ce qu'on maintient le ou les filets, ou semblables, de matière, jusqu'à ce qu'ils aient atteint le courant de fluide, et le cas échéant encore pendant l'action de ce dernier, à la même tempéra- ture ou à une température plus élevée que celle que possède la ma- tière fondue dans le réservoir.
2t- Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'écoulement de la matière à partir du réservoir est ef- fectué sous forme d'une série de minces filets distincts situés à côté l'un de l'autre, par exemple suivant un cercle.
/ µµ,//µ 3*'" Un procédé suivant la revendication 1, ou la revendica- tion 2, caractérisé par le fait que dans un espace libre entouré par- 'tiellement où totalement par la matière s'écoulant du réservoir sous forme de minces filets, ou semblable, on fait également agir un cou- rant de fluide, dans la direction d'écoulement de la matière, 4-.'- Un procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'un ou l'autre des courants de fluide, ou les deux courants, est ou sont formés, partiellement ou totale- ment, par du gaz combustible pour agir thermiquement sur la matière.