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" Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour le traitement thermique, par l'électricité, de matières soli des, notamment à ceux pour l'obtention du verre ou analogue ".
L'invention est relative aux procédés et dispositifs pour le traitement thermique? par l'électricité, de matières solides; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans leur cas que son application paratt devoir offrir le plus d'intérêt) mais non exclusivement, parmi ces procédés et dispositifs, ceux pour le traitement des matières en vue d'obtenir du verre ou analogue.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces procédés et dispositifstels qu'ils permettent de réaliser le traitement thermique d'une manière plus rapide, plus précise, plus régulière, plus homogène et plus économique tout en donnant, aux matières traitées, plus spécialement en ce qui concerne le verre, un champ d'application plus étendu..
Elle consisteprincipalement -- pour ce qui est des
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procédés du genre en question -- à. soumettre les matières à traiter, à un chauffage électrique par l'intermédiairP d'éléments chauffants, de préférence des éléments à résistance élec- trique, immergés, tout au moins en partie, dans lesdites natiè- res, les éléments étant9 avantageusement)rendus mobiles de fa- çon qu'ils puissent assurer, non seulement un chauffage jusqu'à la température voulue mais également le brassage desdites matières;
et -- pour ce qui est des dispositifs du genre en question -- à avoir recours à un four ou analogue dont le chauffage est assuré tout au moins par un élément, chauffé à l'électricité et immergé dans les matières à traiter et à constituer, avan- tageusement, ledit élément de façon qu'il soit propre à assurer le brassage desdites matières pendant leur traitement thermique.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
'Elle vise plus particulièrement certains modes d'application ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaiix, les matières obtenues par le traitement thermique à ]*aide des procédés comportant application desdites dispositions, les éléments et appareils spéciaux pour la mise en oeuvre de ces procédés ainsi que les articles et objets obtenus à 1''aide de senblables matières.
Et elle pourra* de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, leqquels complément et dessin sont,, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. 1 montre, en coupe verticale, un four établi conformément à un premier mode de réalisation de l'invention.
@ La fig. 2 montre, semblablement, un four établi con-
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fermement à un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La fig, 3 montre, à plus grande échelle, un détail de la disposition montrée sur la fig. 2.
La fig. 4 montre, en élévation schématique (parties en coupe), un four établi conformément à un troisième mode de réa- lisation de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence)) se proposant de constituer un four électrique pour le traitement thermique d'une composition de ver- re, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On constitue le four ou creuset proprement dit de toute manière appropriée, notamment en ce qui concerne sa forme et ses dimensions, et on lui fait comporter des parois convena- blement calorifugées. Dans ces parois on ménage une ou plusieurs
1 ouvertures b pour l'introduction de la composition et une ou
2 plusieurs ouvertures b pour le cueillage du verre fondu.. Le four peut comporter une chambre unique ou plusieurs compartiments séparés par une cloison c mais communiquant entre eux par c ; celui désigné par c1 sur la fig. 1 servant, par exemple, à la
2 fusion et celu désigné par c à l'affinage du verre.
Au lieu d'effectuer le chauffage de la masse par des résistances électriques utilisées seules ou en combinaison avec d'autres moyens de chauffage;, on a recours à des éléments chauf- fants d, immergés ou logés partiellement ou complètement dans les matières à traiter.
On constitue ces éléments par des résistances électri ques simples ou multiples qui sont nues ou noyées en totalité ou en partie dans une gafne en une matière réfractaire appropriée f permettant un développement et une transmission calorifiques convenables.
Chaque four ou chaque compartiment du four comporte un ou plusieurs éléments chauffants, convenablement répartis en é-
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tant disposés verticalement (fig. 1), horizontalement (fig. 2) ou autrement. Les résistances proprement dites sont égales ou
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différentes et se'1.b]F)b] err'ent ou différp; !1'int constituées.
En établissant les éléments chauffants au sein de la masse à traiter on obtient l'utilisation totale des calories émises, ce qui donne lieu à un rendement calorifique maximum pour obtenir une réduction des composants du verre, leur vitrification et l'affinage du verre fondu.
Les éléments chauffants peuvent être immobiles au cours du traitement thermique, toutefois il est préférablede les rendre =1:obµ.les suivant tout genre de mouvement voulu, par
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exemple suivant un mouvement rotatif, cscil7,nt, rec',i-lJ.gne, siternatif ou autre, afin d'obtenir non sputement le chauffage de la 1-iasse mais également son bressere, ce qui permet de, supprinier ainsi des organes siiptlé.mentéires, encombrants et coûteux, pour obtenir cet effet. Pour renforcer cet effet de brassage,
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on peut prévoir, sur les éléments Ch!111ff.nts, des organes aiixiliaires, tels que des nervures, dAS sail):Las, des ailettes ou palettes qui, pendant la rotation dp la masse, br.ssent celleci efficacement.
Sur le dessin on a admis, , titre d'exemnle, qup les éléments chauffants sont animés de mouvements de rotation, dans le même sens ou en sens contra,ires, autour de leur axe longitudinal, par exemple sous la commande commune ou individuelle
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d' enr-.renaes entraînés par un moteur ,pproprié, tel qu'un mo- teur électrique dont la vitesse est convenablement démultipliée.
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n outre chaque élément porte une nervure hélicordD1e h dont l'enroulement est adapté au sens de sa rotation.
À proximité de l'endroit où les spires de cette nervure h1sortent de la masse traitée, elles sont interrompues et prolongées par quelques spi-
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res d'une nervure hilicordxle h , dont 1a pas est dirigé en sens inverse de façon à empêcher ainsi que les matières soient entraînées jusqu'au bout de l'élément chauffant. comme par une vis
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Od ArChmède.
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Dans-le cas où les éléments chauffants sont disposés verticalement et sont supportés uniquement par la paroi supé rieure (ou même par la paroi inférieure du four) de façon que leur extrémité libre ne soit pas en contact avec la paroi opposée, on peut avantageusement donner à la résistance chauffante en graphite, en métal ou autre matière appropriée, la forme d'un U (figs. 1 et 4). Les extrémités libres des branches latérales
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servent, alorop respectivement à l'entrée déla sortie du cou- rant en étant raccordées, par un distributeur rotatif approprié i, à la source d'énergie.
Dans le cas où les éléments chauffants prennent appui sur deux parois opposées du four, plus spécialement dans le cas où ils sont disposés horizontalement comme sur les fig. 3 et 3, la résistance peut être rectiligne et l'entrée ainsi que la sor- tie du courant peuvent alors se faire respectivement par les ex- trémités, ainsi devenues accessibles, de chaque résistance.
Des précautions efficaces doivent être prises pour des résistances mobilesp et plus particulièrement quand les éléments chauffants sont disposés horizontalement dans le four en dessous du niveau libre de la masse. pour assurer l'étanohéité et la lu- brification aux endroits où les éléments traversent les parois du four. Sur la fig. 3 on a montré un exemple d'une disposition qui pourrait donner satisfaction à cet effet. On engage chaque extrémité de l'élément chauffant dans un manchon k en matière isolante et qui constitue le tourillon de l'élément rotatif.
@ extérieure Sur la face latérale/du tourillon on prévoit des nervures ou chicanes circulaires sur lesquelles on engage des pièces annu- laires en une matière lubrifiante et résistant à des tempéra- tures élevées, telle que la plombagine. Entre les pièces 1, on intercale, par exemple par moulage ou tassage, du graphite broyé ou analogue m, qui est également inaltérable aux températures à considérer et qui remplit, d'une manière étanches toutes les cavités pouvant exister entre le manohon k et les pièces 19 d'u- ne part) et entre les pièces 1 d'autre part. Bien entendu, on
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pourrait adopter toute autre disposition appropriée pour assu- rer 1'étanchéité voulue et une lubrification suffisante.
Dans ce qui précède on a supposé que le four propre ment dit est lui-même fixe. Rien n'empêche d'utiliser les dis- positions décrites ci-dessus à un fouro un creuset ou autre ré- cipient qui est mobile, par exemple rotatif, en étant établi à poste fixe ou en étant transportable ou basculant (fig. 4). En outre le four peut comporter lui-même des moyens de chauffage permanents ou temporaires qui ne sont pas nécessairement élec- triques ou logés dans ses parois.
A chacun des éléments chauffants, ou à certains d'en- tre eux, on peut adjoindre des organes thermostatiques ou pyro- métriques, notamment des couples thermostatiques logés par exem- ple dans lesdits éléments, et par l'intermédiaire desquels on peut régler aisément le degré de chauffage de la masse.
Sur la fig. 4 on a montré, è. titre d'exemple, un four a chauffé conformément à. l'invention et qui convient plus spé- cialemont à la coulée du verre ou analogue en étant monté, par des tourillons nsur un support approprie o. Dans ce cas le ou les éléments chauffants d, leur support, leur distributeur élec- trique, ainsi que leurs organes de commande, peuvent être agen- cés de façon que le ou lesdits éléments de chauffage puissent être dégagés, vers le haut, hors de poche de coulée a. On pour- rait également constituer le support o de façon qu'il puisse être abaissé d'une quantité suffisante pour dégager le ou les éléments chauffants de ladite poche de coulée, le ou les élé- ments chauffants restant fixes en hauteur.
]-'un ou l'autre cas on peut, après dégagement des éléments chauffants,% procéder au basculement de la poche a et à la coulée du verre à la manière habituelle.
On pourrait, en outre, constituer l'élément chauffant de façon qu'il fasse partie d'un moule, dont la partie restante , est formée par le creuset ou four et dont les faces coopérantes avec celles dudit creuset ont des formes telles, -- en prévoyant
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un mouvement relatif tel entre lesdits organes --, qu'après fu- sion de la matière brute, ou de la composition introduite dans le creusetp on obtienne une pièce, par exemple en verre moulé ou pressé, ou encore en métal, ayant la forme voulue, qui peut être définitive.
Comme déjà dit, la disposition des éléments chauf- fants dans la masse à traiter, permet d'obtenir un rendement ca- lorifique maximum, toute la chaleur émise par conductibilité, par rayonnement ou par convection, étant transmise directement à ladite masse sans qu'on ait à considérer les pertes vers l'ex- térieur.
En outre, on peut ainsi activer la fusion des compo- sants tout en améliorant sa qualité et son prix de revient par la suppression de certains composants actifs habituellement uti- lisés pour obtenir le brassage chimique du mélange au cours de la fusion.
On peut arrêter;, à tout moment voulu et déterminé, la vitrification des composants du verre, avant la fusmon complète, pour obtenir ainsi, avec toute la précision désirable, un pro- duit intermédiaire recherché pour des applications particulières
L'obtention de températures élevées et stables permet de réaliser facilement et très régulièrement la fusion des com- posants d'un verre à très faible coefficient de dilatation, ce qui, avec les procédés et les fours connus, était quasi d'impos- sibilité à obtenir.. ainsi En outre, on peut éviter/les phénomènes de dévitrifi- cation, fréquemment observés au cours des opérations habituel. les de fusion, inconvénients auxquels on ne pouvait atténuer jusqu'ici, que par des moyens chimiques.
En logeant les éléments chauffants dans la nasse, ce qui rend l'ensemble pratiquement indépendant de tout disposi- tif de chauffage extérieure on peut réaliser la fusion en un autoclave, fixe ou mobile, avec compression et auto-compression .des matières traitées en contribuant ainsi à diminuer considéra-
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blement la perte au feu, du fait de 1a fusion, et 9 diminuer également, dans de très notables proportions, la durée du temps de fusion et, par suite, les dépenses d'énergie nécessaires.
Dans ce cas on peut également opérer la fusion en un milieu neutre, réducteur ou oxydant en introduisant dans l'autoclave un produit approprié, par exemple sous forme solide ou gazeuse.
Le procédé et le dispositif, tels que décrits plus haut, peuvent être appliqués à toutes matières, simples ou composés, évaporables, réductibles et fusibles, notamment aux composants du verre, dans des installations thermiques de tout genre connu sans qu'il soit nécessaire d'insister en détail sur les différents cas qui peuvent se présenter. parmi les applications importantes et possibles, il y a lieu de signaler l'utilisation de fours continus, alimentant des machines automatiques pour la fabrication d'objets en verre, tels que des bouteilles, avec cueillage mécanique par des "feeders", per cueillage pneumatique etc.
Comme il va de soi, et comme il résulte dé,jà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui deses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
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