CH119708A - Procédé pour effectuer des traitements de matières nécessitant des récipients spéciaux, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé pour effectuer des traitements de matières nécessitant des récipients spéciaux,  ' et appareil pour la mise en     oeuvre    de ce procédé.    Certaines opérations physiques ou chimi  ques sont très difficiles, et même certaines  impossibles à réaliser, parce qu'il n'existe pas  de récipients pour les corps traités ou mis en  présence, capables de résister soit aux condi  tions physiques auxquelles ils se trouvent sou  mis, soit à l'action même desdits corps. Pour  fixer les idées, on peut citer l'exemple de la       fusion    du quartz. On n'a pu la réaliser jus  qu'ici que dans des creusets en zircone qui,  tout en coûtant très cher, ne peuvent servir  qu'une fois, ou bien dans des creusets de  platine-iridium qui sont d'un prix excessif.  



  La présente invention a pour but de re  médier à l'inconvénient créé par l'absence  actuelle de récipients pratiques peu coûteux  capables de résister aux traitements ou réac  tions tels que ci-dessus indiqué.  



  La. présente invention se     rapporte    à un  procédé     pour    effectuer des traitements de ma  tières nécessitant des récipients spéciaux, sui  vant lequel le traitement est effectué dans un    récipient établi en faisant tourner un réci.  pient rotatif de façon qu'un liquide, contenu  dans ce dernier et de densité plus grande que  la matière à traiter, et non attaquable par  celle-ci, se trouve entraîné par le récipient et  recouvre, sous l'effet de la force centrifuge,  au moins une partie des parois internes du  récipient, en formant une garniture liquide  de forme variable sur lesdites parois, le tout  en vue d'isoler ces dernières du contact d'avec  la matière à traiter.  



  L'invention comprend aussi un appareil  pour l'exécution de ce procédé.  



  La forme de la garniture liquide peut  être modifiée en faisant varier la vitesse de  rotation du récipient. En outre, ce dernier  peut être muni de moyens de chauffage si le  traitement de la matière auquel il est destiné  le nécessite.   On sait en effet que, lorsque l'on fait  tourner un liquide contenu dans une enve  loppe solide, la surface interne prend la forme      d'un paraboloïde de révolution sous l'action  simultanée de la force centrifuge et de la  pesanteur.  



  Quand deux liquides de poids spécifiques  différents tournent ensemble, le plus lourd, à  partir d'une certaine vitesse, se dispose à  l'extérieur de l'autre et lui sert d'enveloppe.  



  Il est même possible d'amener l'ensemble  à une vitesse telle que le liquide le plus lourd  forme un anneau et que le plus léger vient  au contact du fond du récipient, ce qui per  met de le faire écouler au dehors par un ori  fice de ce récipient.  



  Le procédé peut, par exemple, être exé  cuté de la manière suivante pour la fusion du  quartz:  On fond dans un récipient comprenant  une paroi métallique rigide et un revêtement  réfractaire, un métal tel que du plomb, du  cuivre ou du manganèse. Ce métal une fois  fondu représente le 'liquide destiné à for  mer la garniture du récipient lorsque     celui-          ci    est mis en rotation. On règle la vi  tesse de cette rotation de manière que le mé  tal fondu constitue un creuset liquide à l'in  térieur du récipient. Dans le cas où le métal  est du plomb, le revêtement réfractaire peut  être en magnésie.  



  Lorsque le creuset liquide est formé, on  verse dans celui-ci le quartz devant être  fondu et une fois ce quartz fondu, on aug  mente la vitesse de rotation du récipient de  manière que le plomb forme une garniture  annulaire. Ceci permet de soutirer le quartz  fondu par un orifice placé au centre du fond  du récipient.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution d'un appa  reil pour la mise en     oeuvre    du procédé selon  l'invention.  



  La     fig.    1 en est une coupe verticale;  La     fig.    2 est une coupe horizontale, et  La     fig.    3 est une coupe de détail.  L'appareil représenté consiste en un réci  pient ou boîte en métal a, de la. forme d'un  corps de révolution, revêtu intérieurement  d'un garnissage réfractaire b en magnésie,  chaux vive, etc. Cet ensemble constitue un    creuset solide à l'intérieur duquel on forme  la garniture liquide; dans ce but il peut tour  ner et est monté sur des couronnes de billes  <I>c d.</I> Il peut être entraîné au moyen d'un ou  plusieurs pignons e, engrenant avec une cou  ronne dentée     cal    solidaire de la boîte a.  



  L'ensemble rotatif, ou rotor, est complè  tement enfermé dans une enveloppe exté  rieure comprenant une paroi cylindrique f en  matière peu conductrice de la chaleur, par  courue par un tuyau 9, dans lequel on envoie  de l'air de refroidissement, un couvercle     f1     posé sur la paroi cylindrique et un fond P.  



  L'intervalle cl est rempli d'huile, de telle  sorte que tous les roulements et     engrenages     sont noyés     dans    l'huile. Celle-ci est refroidi  par son contact avec la paroi f parcourue  par le conduit de refroidissement g.  



  L'intérieur du creuset solide présente un  fond légèrement concave, la partie centrale  étant relevée comme le montre le dessin et  formant une tubulure en saillie destinée à  faciliter l'évacuation du corps traité. A la  partie supérieure de la garniture     b    se trouve  un bossage     la,    qui     empêche    le métal fondu de  monter trop haut.     A.    une certaine distance  de la paroi latérale se trouve une paroi cy  lindrique i en matière réfractaire, laissant  entre elle et le garnissage     b    un intervalle  annulaire j oit peut. s'engager le métal fondu       u    formant la garniture liquide.

   Cette paroi  cylindrique     i.    est reliée au creuset solide par  des attaches aussi peu nombreuses et aussi  étroites que possible pour laisser un accès  facile au métal<B>il.</B>  



  La paroi cylindrique i est parcourue par  un tuyau métallique     k,    enroulé en hélice, qui  sert à la fois à amener un courant alternatif  engendrant des courants de     I'oucault    pour le  chauffage, et à, amener de l'air ou un autre  fluide de refroidissement. Il en résulte de la  disposition du conducteur     k    que le métal  contenu dans     l'espace    annulaire     j    se trou  vant dans le champ des courants est forte  ment chauffé.     Clrâce    au fait que le métal est  amené autour du conducteur     k,    les pertes  électromagnétiques sont évitées.

        Les extrémités du tube<I>7e</I> aboutissent dans  des cavités annulaires<I>l</I>     m    formées par une       combinaison    de couronnes tournantes soli  daires du rotor, et de couronnes fixes. L'air  est amené dans l'une des cavités par un     zon-          duit        l1    et emmené de l'autre par un autre  conduit ml.  



  La     fig.        â    montre le détail d'une des ca  vités annulaires;     ca    désigne une partie du  fond métallique, sur lequel sont fixées, au  moyen de boulons o traversant des isolants  o', des couronnes p dont le dessin montre le  profil; ces couronnes sont en contact par des  surfaces q, à profil en     1/    renversé, avec une       courbnne        p1,    à profil en gouttières, qui est  fixe, et dans laquelle débouche un des tuyaux  d'amenée d'air     l1    par exemple. Les surfaces  de contact     q    se trouvent lubrifiées sous pres  sion par l'huile du bain cl.  



  L'autre cavité-annulaire est semblable.  L'arrivée de courant se fait par la cou  ronne     p',    sur laquelle viennent frotter deux  bras élastiques     r-    en connexion électrique avec  le tube k, comme le montre la     fig.    3.  



  Pour faciliter le passage du courant, de  la couronne fixe     p1    au tube     K,    des pièces  conductrices sont disposées en     r1;    elles sont  séparées du fond a par des isolants     r2,    par  exemple en mica.  



  L'appareil comprend encore un bouchon  s, obturant normalement le fond de l'appa  reil, et pouvant en être écarté au moment  voulu. On a représenté, à titre d'exemple,  une commande pneumatique pour produire le  mouvement du bouchon. A cet effet, celui-ci  est solidaire d'un piston     s1    se déplaçant dans  un cylindre     s2    et l'on peut envoyer au-dessus  ou au-dessous du piston de l'air comprimé  pour abaisser ou élever le bouchon.  



  L'appareil est complété par une trémie t  d'introduction du sable ou autre matière z à  fondre; elle est alimentée par une vis sans  fin     t',    recevant elle-même la matière d'un  élévateur     t2,    qui est enfermé hermétiquement  dans une enveloppe     t3.    Un tube v amène de  l'hydrogène ou un autre gaz quand l'opéra  tion doit se faire dans un tel gaz.    Enfin, on peut engager par un orifice x  un bâton en matière résistant à l'action de la  substance traitée, destiné à diminuer la force  centrifuge dans celle-ci et à provoquer ainsi  sa descente jusqu'au fond du creuset solide.

    Le fonctionnement est le suivant:  On ,envoie dans l'appareil le courant; ce  lui-ci passe par les pièces r et     r1    et parcourt  le conducteur     I.;    les courants de     I'oucault    en  gendrés produisent une température élevée  qui amène la fusion du métal u (plomb par  exemple). On fait tourner le rotor; par l'ac  tion combinée de la force centrifuge et de la  pesanteur, le métal fondu prend la forme  d'un paraboloïde, comme indiqué sur le des  sin, de sorte qu'il constitue la garniture li  quide dans laquelle peut s'accomplir la réac  tion désirée.  



  On purge d'air l'appareil, s'il ne l'est  déjà., en y injectant un courant d'hydrogène  ou d'un autre gaz approprié amené par le  conduit     v.     



  On introduit la matière à traiter, par  exemple le quartz ou sable pur à fondre, à  l'aide des dispositifs     t2,        t1,        t.    La matière,  soumise à la très haute température, entre en  fusion.  



  Pendant toute l'opération, l'air amené par  le conduit     l1    passe dans le tube     7c    et empêche  la paroi i d'atteindre la température de fu  sion. Le garnissage b est refroidi par l'huile  se trouvant dans l'intervalle     cl,    et celle-ci  est refroidie à son tour par la circulation  d'air dans le tube g.  



  Quand le quartz est suffisamment fluide  et qu'on veut le couler, on ralentit sa vitesse  de rotation, par exemple en introduisant une  tige infusible par l'orifice x; la pesanteur  devient prédominante dans le liquide z et  celui-ci vient en contact avec le fond du creu  set solide b; on débouche alors l'orifice infé  rieur en abaissant le bouchon s et on reçoit  la matière fondue dans des vases appropriés.  



  On peut ralentir la rotation du liquide  par tout autre mode de freinage approprié,  par exemple au moyen d'un jet de gaz à la  surface.      On peut aussi faire la coulée en augmen  tant la vitesse de façon que le liquide ii  prenne la forme d'un anneau sans fond et que  le liquide z puisse ainsi atteindre le fond so  lide et le trou de coulée.  



  On peut aussi faire couler l'un ou l'autre  des liquides suivant le principe du tube de  Pitot, c'est-à-dire au moyen d'un tube courbé  fixe dans lequel le liquide passerait grâce à  sa vitesse.    Le produit obtenu peut contenir des tra  ces d'oxyde de plomb ou de silicium, mais  pas au point de le rendre impropre aux  usages auxquels il est destiné: appareils de  laboratoires ou de cuisine, remplacement des  poêles en fonte, du verre à vitres, construc  tion de conduites d'eau, etc.  



  L'invention est applicable dans tous les  cas où il est impossible de faire usage de  creusets solides, soit pour des raisons tech  niques, par exemple, à cause de l'affinité chi  mique entre la substance du creuset et celle  du liquide, ou pour des raisons d'ordre finan  cier, quand le pria de la matière des creusets  solides est trop élevé.  



  L'invention peut être réalisée suivant  toute variante basée sur les principes ci-des  sus, tous les détails     d'exécution    et de mise en       aeuvre    pourront varier dans tous les cas sans  changer le principe de l'invention.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I Procédé pour effectuer des traitements de matières nécessitant des récipients spé ciaux, caractérisé en ce que le traitement est effectué dans un récipient établi en faisant tourner un récipient de façon qu'un liquide, contenu dans ce dernier et de densité plus grande que la matière à traiter et non attaquable par celle-ci, se trouve entraîné par le récipient et recou vre, sous l'effet de la force centrifuge, au moins une partie des parois internes du récipient, en formant une garniture li quide de forme variable sur lesdites pa rois, le tout en vue d'isoler ces dernières du contact d'avec la matière à traiter.

   II Appareil pour la mise en oeuvre du pro cédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient rotatif, dans lequel se trouve un liquide formant, sous l'effet de la. force centrifuge, une garniture à. l'intérieur du récipient en re couvrant au moins partiellement ses pa rois. SOUS-REVENDICATIONS: 1 Procédé selon la revendication I, dans le quel le liquide est un métal en fusion. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, dans lequel le li quide est du plomb fondu.

   3 Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 1 et ?, dans lequel la matière à traiter est. du quartz devant être fondu. -t Procédé selon la. revendication I, dans le quel la garniture liquide forme un creu set dont les parois intérieures sont de la forme d'un paraboloïde de révolution. 5 Procédé selon la revendication I, dans le quel la garniture liquide a la forme d'un anneau. 6 Procédé Selon la revendication I, dans le quel on chauffe les substances contenues dans le récipient.

   7 Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 6, dans lequel le chauf fage est électrique. 8 Procédé selon la revendication I, dans le quel on retarde la vitesse de rotation de la matière traitée. 9 Appareil selon la revendication II, dans lequel le récipient comporte un revêtement intérieur en matière réfractaire. 10 Appareil selon la revendication II, dans lequel le récipient est monté de façon à pouvoir tourner dans une enveloppe fixe.

   11 Appareil selon la revendication II, dans lequel le récipient comporte des moyens de chauffage et des moyens de refroidis sement pour la fusion de sa charge et l'exécution du traitement de la matière. 1\? Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 10, dans lequel l'enve- loppe fixe comporte des moyens de refroi dissement.

   13 Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 11, dans lequel les moyens de chauffage sont électriques et comportent un conducteur noyé dans une paroi cylindrique disposée à l'intérieur du récipient à une faible distance de celui-ci, de façon à ménager un intervalle annu laire entre le récipient et elle, cet espace étant soumis à un champ électrique et étant au moins partiellement rempli du liquide. 14 Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 11 et 13, dans lequel le conducteur est un tube métallique ser vant tantôt pour le passage d'un courant électrique, tantôt pour le passage d'un fluide de refroidissement.

   15 Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 9, dans lequel le revê tement intérieur en matière réfractaire comporte à sa partie supérieure un rebord saillant limitant l'élévation du liquide. 16 Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 11, 13 et 14, dans le quel des couronnes coaxiales entre elles et par rapport à l'axe de rotation du ré cipient sont disposées à l'extérieur de ce lui-ci, et coopèrent les unes avec les au tres, deux de ces couronnes étant soli daires du récipient et deux autres étant fixes, ces dernières étant reliées respec tivement à un tuyau d'amenée et un tuyau de départ de fluide de refroidisse ment et les premières étant reliées aux orifices du tube métallique,

   le tout ser vant à la circulation du fluide de refroi dissement dans ledit tube métallique. 17 Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 12, 13, 14 et 16, dans lequel des contacts sont prévus entre cha que couronne fixe et les orifices du tube métallique de façon à pouvoir faire par courir ce dernier par un courant élec trique. 18 Appareil selon la revendication II et les ' sous-revendications 10, 11, 13, 14, 16 et 17, dans lequel les couronnes sont de forme telle que leurs surfaces de contact sont lubrifiées par de l'huile se trouvant entre le récipient et l'enveloppe fixe. 19 Appareil selon la revendication. II, dans lequel des moyens sont prévus pour ame ner la matière à traiter dans le récipient.

   20 Appareil selon la revendication II et la sous-revendication. 10, dans lequel le ré cipient est fermé par un couvercle repo sant sur l'enveloppe fixe. 21 Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 10 et 20, dans lequel le couvercle comporte un orifice pour l'amenée d'un gaz dans le récipient. 22 Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 10 et 20, dans lequel le couvercle comporte un deuxième orifice permettant l'introduction dans le réci pient d'un organe destiné -à retarder la ' vitesse de rotation de la matière traitée. 23 Appareil selon la revendication II, dans lequel le récipient comporte au centre de son fond un orifice de coulée obturé par un bouchon.