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La Société dite: "OSA", ParticipationsIndustriellesSoc. An. à Schaffhouse (Suisse.
Pour la production de tubes en verre et en quartz, on connaît des dispositifs dans lesquels il est fait usage d'un récipient de fusion chauffé.au gaz ou électriquement et qui est pourvu dans son fond d'une tuyère d'étirage annulaire.
Comme matière pour le récipient de fusion, on a employé suivant les propriétés de fusion du verre, les matières réfractaires les plus diverses, dans le cas du quartz de préférence du charbon ou du graphite. Tandis que la fabrication de tubes en verres
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usuels s'effectue sans difficultés notables, ce n'est pas le cas dans la fabrication de tubes de quartz vu que le récipient en de fusion et/particulier la tuyère d'étirage sont fortement attaqués par le quartz liquide.
En outre, aux températures élevées nécessaires pour la fusion et l'étirage du quartz, il se produit une vaporisation tellement forte du quartz que sur les parois du tube de quartz en train d'être étiré et en par- ticulier sur la paroi intérieure du tube, il se dépose un revê- tement de quartz adhérant fortement, qui donne au tube de quartz terminé un trouble nuisible difficile à éliminer.
Grâce à la présente invention, dans laquelle on utilise également un récipient de fusion pourvu d'une tuyère annulaire, ces difficultés sont écartées dans la fabrication de tubes de quartz par le fait qu'on emploie comme matière pour le récipient de fusion et la tuyère un métal particuliè- rement peu attaquable et qu'on veille en outre à ce que le quartz se vaporisant ne puisse nuire ni au réservoir de fusion, à la tuyère et au four, ni au tube en train d'être étiré.
Pour obtenir ce résultat, le dispositif qui est destiné principale- ment à la fabrication de tubes de verre au quartz Mais convient également toutefois à la fabrication de tubes en verre à forte teneur en acide silicique, consiste suivant la présente invention en un réservoir de fusion tubulaire en un métal difficilement fusible et peu attaquable, comme le tantale, le tungstène, mais en particulier le molybdène, en un four tubulaire chauffé élec- triquement entourant ce réservoir à minime distance, en un tube de noyau débouchant axialement dans l'ouverture de fond du ré- servoir et formant avec celle-ci la tuyère annulaire, tube de noyau qui est également fait en un métal difficilement fusible, comme le tantale, le tungstène et en particulier le molybdène, et en trois amenées de gaz protecteurs séparées les unes des autres,
dont la première débouche dans le tube de noyau, la se- conde dans la partie supérieure du réservoir de fusion et la
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troisième dans la chambre annulaire formée entre le réservoir de fusion et le four tubulaire adjacent.
Par suite de la fabrication du réservoir de fusion et du tube de noyau de la tuyère en des métaux difficilement fusibles, l'usure de ces pièces du dispositif est considérablement diminuée et le danger d'une formation de carbure du quartz fondu est complètement éliminé. Comme lors du chauffage du réservoir de fusion par le four tubulaire chauffé électriquement, entourant le réservoir, il ne prend pas naissance de gaz d'échappement comme par exemple en cas d'emploi de fours chauffés au gaz, le tube de quartz en formation n'est pas influencé non plus de façon nuisible par l'action de gaz d'échappement.
Les courants de gaz protecteur ont finalement pour effet de supprimer les influences nuisibles de l'air aussi bien sur le quartz fondu que sur les pièces du four et ils ont en outre l'effet très important de rendre impossibles des réactions entre des vapeurs de quartz et les parties métalliques chaudes du four. Déjà dans cette action mentionnée en dernier lieu, on peut voir un avantage particulier du nouveau dispositif car dans les dipositifs connus jusqu'à présent, de semblables réactions chimiques se produisaient régulièrement, de sorte que le verre de quartz n'avait pas la clarté voulue et que le four n'avait pas la durée d'existence nécessaire.
Par suite du gaz protecteur introduit dans le tube de noyau de la tuyère annulaire, le quartz se volatilisant dans le réservoir de fusion n'a pas l'occasion de pénétrer dans le tube de verre et de se fixer aux parois intérieures du tube.
La vapeur de quartz prenant naissance en-dessous de la tuyère dans la partie supérieure du tube de quartz ne peut pas se fixer dans celui-ci non plus, car elle est évacuée avec le gaz protecteur vers le bas hors du tube de quartz. Par suite de la forme tubulaire du réservoir de fusion, la surface supérieure de la matière fondue est, lors de l'opération de fusion, toujours
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recouverte de grains non encore fondus, de sorte que des dans vapeurs de quartz n'ont guère l'occasion de passer/la partie supérieure du récipient de fusion non remplie de quartz. Pour autant que des vapeurs de quartz sont malgré cela mises en li- berté, elles sont rendues sans effet nuisible par le gaz protecteur introduit dans le réservoir de fusion et empêche en même temps aussi une oxydation nuisible du réservoir de fu- sion.
Le gaz protecteur introduit dans la chambre annulaire entre le réservoir de fusion et la paroi intérieure du four protège le réservoir de fusion et l'enroulement de fil de chauffage du four d'une oxydation nuisible, mais encore sup- plémentairement, lorsque l'espace annulaire est fermé du haut et ouvert du bas, il expulse la vapeur de quartz se formant extérieurement à l'endroit de la tuyère d'étirage et à l'en- droit de la paroi extérieure du tube de quartz, de sorte que cette vapeur ne peut se précipiter de façon nuisible sur la paroi du tube ni parvenir à l'intérieur du four et endommager l'enroulement du fil de chauffage du four.
Le dessin montre schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif établi suivant la présente inven- tion en coupe verticale.
Le réservoir de fusion comprend la partie tubulaire 1, fait en un métal difficilement fusible, en particulier en molybdène, et la plaque de fond annulaire 2 faite du même mé- tal. Cette dernière entoure avec un espacement l'extrémité in- férieure épaissie 4 du tube 3 introduit par le haut dans le ré- servoir de fusion 1 et servant à l'année d'un gaz protecteur indifférent ou réducteur, tube qui dépasse quelque peu le fond du réservoir de fusion. On envoie avantageusement par ce tube de l'azote ou bien aussi un mélange d'hydrogène et d'azote. Ce tube est fait également en un métal difficilement fusible, en particulier en molybdène.
Le diamètre intérieur de la plaque de fond annulaire 2 et le diamètre extérieur de la partie extrê- me 4 du tube sont choisis de telle façon qu'il reste un espace
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annulaire 5 formant la tuyère d'étirage. Pour le centrage axial de l'extrémité 4 du tube s'engageant dans la- plaque de fond annulaire, on a prévu des barres transversales 6 au-dessus de la plaque de fond, entre l'extrémité 4 du tube et la paroi du réservoir de fusion 1. Le réservoir de fusion est entouré d'un four tubulaire chauffé électriquement qui comprend le corps cylindrique réfractaire 7 et l'enveloppe extérieure 8 refroidie par de l'eau.
Sur la paroi intérieure du corps réfractaire 7, fait par exemple en masse d'oxyde de zircon tassée, on a disposé un enroulement de fil de chauffage ou un treillis de chauffage 9 en fils de molybdène ou de tungstène. A son extrémité supérieure et à son extrémité inférieure, le four est fermé par des chapeaux 10 et 11 en forme de couvercles refroidis par de l'eau et qui servent en même temps d'amenée de courant pour l'enroulement de fil de chauffage. 12 est un tube introduit à travers le chapeau supérieur pour l'amenée de gaz protecteur réducteur ou indifférent dans l'espace annulaire entre le réservoir de fusion et la paroi du four ou l'enroulement de fil de chauffage.
Le gaz protecteur sortant par l'extrémité inférieure ouverte de l'espace annulaire peut par exemple consister en hydrogène ou également en un mélange de 20% d'hydrogène par exemple et 80% d'azote.
Sur le chapeau de refroidissement supérieur 10 en forme de couvercle est encore vissé un couvercle annulaire 13 à refroidissement par de l'eau, qui ferme de façon hermétique l'espace annulaire entre le four et le réservoir de fusion vers le haut et auquel est fixé en même tamps. le réservoir de fusion 1. On a monté finalement sur le bord supérieur du réservoir de fusion 1 une tubul@ure 14 qui sert au changement de la matière de quartz à fondre et qui peut être fermée par le couverfle 15.
Le tube 3 introduit !dans le réservoir de fusion 1 sur le côté de cette tubulure et s'étendant jusque dans l'ouverture de fond est pourvu à son extrémité supérieure, en dehors
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du réservoir de fusion, d'un robinet à trois voies 16 dont une conduite d'amenée 17 est en communication avec une conduite de gaz protecteur et dont l'autre conduite d'amenée 18 est en communication avec l'air extérieur. En vue de l'introduction du gaz protecteur à l'intérieur du réservoir de fusion, on a prévu finalement le tube 19, introduit latéralement dans la tubulure de chargement 14. Le gaz protecteur introduit par le tube 19 peut également consister en un gaz indifférent ou réducteur. On envoie avantageusement à l'intérieur du réservoir de fusion, de l'azote ou un mélange d'azote et d'hydrogène.
La matière à fondre introduite dans la cheminée sort, après avoir été fondue dans le réservoir de fusion, par la tuyère annulaire du réservoir, vers le bas, sous la forme de tube et est guidée rectilignement par les rouleaux 20 disposés en-dessous du four, est saisie ensuite par les bandes d'étirage 21 d'une machine à étirer et entraînée vers le bas. Au commencement de la formation du tube, le gaz protecteur est d'abord introduit, pour la paroi intérieure du tube de quartz à étirer, par le haut au moyen de la conduite d'amenée 17. Dès que l'extrémité du tube de quartz en train d'être étirée parvient en-dessous des bandes d'étirage, l'extrémité du tube peut éventuellement être raccordée à une pièce d'embouchure 22 qui est en communication avec une amenée de gaz protecteur 23.
Moyennant un chagement de position du robinet supérieur à trois voies 16, le gaz protecteur est alors envoyé en sens opposé, de bas en haut à travers le tube de quartz à étirer. Il n'est toutefois pas absolument nécessaire d'insuffler le gaz protecteur en sens inverse du sens d'étirage dans le tube de quartz en formation? Après qu'une longueur désirée de tube a été étirée, ce tube est tranché et pendant ce temps le robinet à trois voies est changé de position pour, qu'au moins pendant le temps de la formation initiale du tube à étirer nouvellement, du gaz protecteur puisse être envoyé à travers la tuyère et le tube de quartz en formation, de haut en
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bas.
Les tubes de quartz, produits de façon continue à làide du dispositif suivant la présente invention, se caractérisent par une épaisseur de paroi très uniforme et une absence complète de bulles et sont clairs comme du verre; on évite, avant tout, par le nouveau genre d'amenée de gaz protecteur, des précipités de quartz se vaporisant sur la paroi intérieure et extérieure du tube de quartz étiré et le trouble qui en résulte pour ces surfaces.
Revendications.
1.- Dispositif pour l'étirage de tubes en quartz ou en verres à forte teneur en acide silicique, moyennant l'emploi d'un réservoir de fusion chauffé, pourvu en son fond d'unetuyère d'étirage annulaire, caractérisé parun réservoir de fusion tubulaire fait en un métal difficilement fusible, comme le tantale, le tungstène ou en particulier le molybdène,, par un four tubulaire chauffé électriquement, entourant ce réservoir avec un minime espacement, par un tube de noyau disposé axialement dans l'ouverture de fond du réservoir et formant avec celui-ci la tuyère¯annuel.aire, et qui est fait également en un métal difficilement fusible comme le tantale, le tungstène ou en particulier le molybdène, et par trois amenées de gaz protecteur séparées les unes des autres, parmi lesquelles la première débouche dans le tube de noyau,
la seconde dans la partie supérieure du réservoir de fusion, et la trosième dans la chambre annulaire formée entre le réservoir de fusion et le four tubulaire entourant celui-ci.