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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PRODUCTION DE FILS OU FIBRES EN VERRE ET MATIERES ANALOGUES PLASTIQUES A CHAUD.
La présente invention se rapporte au mode de fabrication de fils ou fibres en verre et matières analogues plastiques à chaud, dans lequel on fait couler la matière fluide, contenue dans un récipient, par exemple un récipient de fusion, par de fines ouvertures du récipient, de façon continue, sous forme de minces'filets et on soumet alors ceux-ci à un étirage en fils ou fibres par des moyens auxiliaires particuliers. Conformément à 11 invention, on applique ce procédé et l'appareil servant à sa réalisation, de telle manière qu'on peut influencer dans une mesure très grande le diamètre des filets formés et que les fils ou fibres obtenus reçoivent une valeur élevée en ce qui concerne
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leur flexibilité, leur élasticité et leur résistance à la traction.
Le procédé suivant l'invention consiste en ce qu'on laisse la matière fondue se déverser, à partir du récipient qui la con- tient, notamment par basculement de celui-ci, en une couche mince, d'une épaisseur réglable par l'amplitude du basculement, sur une surface inclinée, et en ce qu'on divise cette couche, sur l'arête d'écoulement de la surface inclinée, au moyen d'un seuil, muni de petites ouvertures de passage, en filets, qui sont alors soumis à une action d'étirage par des moyens mécaniques, notamment régla- bles; éventuellement ceux-ci pourraient Stre remplacée par des courants soufflés ou par tous autres moyens d'étirage.
Pendant l'écoulement de la couche de matière fondue sur la surface inclinée, la température de cette couche est réglée, en particulier cette couche est chauffée, indépendamment de la tem- pérature dans le récipient.
La variation de position de la surface inclinée par le bascu- lement du récipient, le réglage de la température de la couche de matière qui s'écoule, ainsi que le réglage de l'action d'étira- ge sur les filets constituent des facteurs qui, agissant séparé- ment ou ensemble, permettent de fabriquer, avec les mêmes moyens, des fils ou fibres de finesses différentes.
Pour la réalisation du procédé, il convient d'utiliser un récipient de fusion, par exemple de forme semi-cylindrique, pou- vant basculer autour de son axe et comportant, sur l'un de ses côtés parallèles à cet axe, une ouverture d'écoulement avec une plaque formant déversoir, consistant en une matière résistant à la chaleur, de préférence en métal, qui est munie, sur son arête d'écoulement, d'un rebord vertical, comportant de petites ouver- tures de passage pour la matière fluide.
La plaque-déversoir résistant à la chaleur est de préférence disposée de telle manière qu'elle recouvre le bord supérieur de la paroi du récipient à l'intérieur du récipient et qu'elle pro- tège ainsi ce bord contre une usure mécanique ainsi que contre des attaques chimiques du verre fondu qui s'écoule.
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Dans la portion d'espace, dans lequel se trouve la plaque- déversoir, il est prévu des moyens de chauffage particuliers pour le chauffage de la couche qui s'écoule, indépendamment du chauffa- ge du récipient. Le cas échéant, la plaque-déversoir et/ou son rebord lui-même, peuvent être chauffés, par exemple électriquement. et 't" fOl f-b Pour recevoir le cas échéant, étirer en fils ou fibres les filets venant de la plaque-déversoir, on utilise de préférence une bande transporteuse sans fin, qui est actionnée avantageusement avec une vitesse réglable.
Cette bande transporteuse peut être munie de différents moyens pour assurer l'adhérence des fils ou fibres et leur entraînement'
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple une forme de réalisation d'un appareil suivant l'invention:
La fig.l est une vue en perspective de l'appareil, et
La fig.2 en est une vue en coupe transversale..
L'appareil se compose d'un récipient de fusion 11, de Corme sensiblement semi-cylindrique, en une matière résistant bien à la chaleur; ce récipient est entouré d'un isolant réfractaire 12 et d'une enveloppe métallique 13. Entre le récipient 11 et son iso- lant 12 se trouvent des résistances électriques de chauffage 14, qui sont reliées par des conducteurs 15 à une source appropriée de courant. Le récipient est fermé par une voûte en matière réfrac- taire 16, qui est munie d'une ouverture de chargement 17. Dans un évidement 19 de la voûte 16 sont disposées des résistances élec- triques de chauffage 18, par lesquelles la face inférieure 20 de la voûte, face qui est tournée vers l'intérieur du récipient, est chauffée uniformément sur toute son étendue.
Le récipient 11 comporte sur trois côtés des parois 21, qui empochent la sortie de chaleur et de matière fondue hors du four.
Sur le c8té restant, qui est parallèle à l'axe du récipient, se trouve l'ouverture d'écoulement pour le verre fondu. En cet endroit il est prévu une plaque-déversoir 22, en une matière résistant à la chaleur. Pour cette plaque, on utilise avantageusement des
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alliages fer-nickel-chrôme, du platine ou des alliages de métaux du groupe du platine. Dans le cas où le récipient 11 lui-même con- siste en un métal de ce genre, la plaque-déversoir peut constituer un prolongement du récipient. Si, au contraire, le récipient consiste en une matière céramique, on donne de préférence à cette plaque 22 une forme et une disposition telles qu'allé recouvre le bord supérieur du récipient 11 et qu'elle s'étend un peu à l'in- térieur de celui-ci.
De cette manière, le bord-déversoir du réci- pient comporte une lèvre résistant à la corrosion par le verre s'écoulant par dessus. Sur son bord extérieur, la plaque-déversoir 22 est coudée sous forme d'un rebord 23, dirigé vers le haut, qui comporte un grand nombre de petites ouvertures de passage 24 (fig.l). Dans la forme de réalisation représentée, ces ouvertures sont constituées par des encoches ménagées dans le rebord. Le rebord peut toutefois également comporter dans le même but de petits trous ou ajutages.
La voûte 16 fait saillie au-dessus de la plaque-déversoir et comporte une partie s'étendant vers le bas, 25, pour retenir la chaleur dans l'espace situé au-dessus de la plaque 22. Dans cet espace est placé un dispositif de chauffage 26, par exemple un brûleur à gaz ou un élément chauffant électrique. Au-dessus du dispositif de chauffage, la voûte comporte une ouverture 27 avec des volets de position réglable, 28, par lesquels on peut régler la température dans l'espace situé au-dessus de la plaque-déver- soir 22, et par suite la température de la couche de verre coulant sur cette plaque.
En outre du dispositif de chauffage 26 ou au lieu de celui-ci, il peut également être prévu un chauffage élec- trique pour la plaque 22 et/nu son rebord 23. Ces pièces peuvent par exemple être utilisées elles-mêmes comme des résistances électriques, par lesquelles on fait passer un courant.
L'emveloppe 13, entourant le récipient de fusion, est montée au moyen de tourillons 29 dans un châssis 30. Les tourillons sont disposés suivant l'axe longitudinal du récipient semi-cylindrique
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11. Au moyen d'un secteur denté 31 et d'une vis sans fin 32, on peut faire basculer le récipient autour de son axe.
Devant la plaque-déversoir 22 se trouve, au-dessous de celle- ci, un dispositif d'étirage des filets et d'entraînement des fils ou fibres formés, qui dans l'exemple consiste en une bande trans- porteuse sans fin 33, actionnée de préférence avec une vitesse réglable et qui passe sur des rouleaux-guides 34. Entre la plaque- déversoir 22 et la bande transporteuse 33 il peut également être prévu'un souffleur 35, de nature connue, par lequel des courants de vapeur surchauffée ou de tout autre gaz sous pression sont projetés sur les filets, sensiblement dans la direction d'écou- lement de ceux-ci, pour soumettre ces filets à un étirage et les entrainer en même temps dans la direction de la bande transpor- teuse 33.
Pour que les fils ou fibres adhèrent efficacement à la bande transporteuse 33, la face supérieure de celle-ci peut être munie de griffes ou soies. Dans le même but, on peut également rendre la bande transporteuse perméable à l'air et produire, sur la face inférieure de.son brin supérieur, un tirage aspirant agissant sur les fils ou fibres, ou bien on peut également faire agir par le haut un courant d'air sur la face supérieure de la bande trans- porteuse, pour appliquer ainsi les fils ou fibres contre la bande.
Le verre est introduit par l'ouverture 17 dans le récipient de fusion et est amené, dans celui-ci, par les éléments chauf- fants 14 et 18, à la température et à la viscosité désirées.
S'il se trouve dans le récipient une quantité suffisante de ver- re fondu, on fait basculer le récipient autour de son axe au moyen de la vis sans fin 32 et du secteur denté 31, jusqu'à ce qu'une petite quantité du verre déborde par dessus la plaque- déversoir 22 et s'écoule sur celle-ci sous forme d'une couche mince. Le verre fondu est retenu par le rebord 23, jusqu'à ce qu'il atteigne une 'hauteur suffisante pour pouvoir passer par
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les encoches 24. En chacun de ces endroits, il se forme d'abord une goutte, qui tombe du rebord 23 et. qui s'étire ainsi sous l'effet de son propre poids, jusqu'à ce qu'elle arrive sur la bande transporteuse 33.
Le filet adhère à la bande transporteuse et est étiré encore plus finement en fils ou fibres par le mouve- ment d'avancement de cette bande, en continuant à être relié à la couche sur la plaque-déversoir 22 en passant par l'une des ouver- tures 24. S'il est prévu un souffleur 35, celui-ci améliore enco- re l'étirage des filets, ou bien il peut assurer seul cet étirage.
Les fils ou fibres se déposant sur la bande transporteuse 33, sont enlevés de celle-ci de toute manière appropriée, de façon continue ou intermittente.
.L'appareil peut recevoir de nombreuses adaptations à tout point de vue. Par le réglage du dispositif de chauffage 26 et le réglage de la position des volets 28, on peut obtenir, pour le verre s'écoulant sur la plaque-déversoir 22, toute viscosité désirée pour une composition quelconque du verre. Par le réglage de cette température, ainsi que par variation de l'amplitude de basculement du récipient 11, on peut également régler la vitesse d'écoulement de la couche do verre qui déborde.
Si l'on veut utiliser encore la possibilité de variation de la vitesse d'en- trainement de la bande 33 et/ou de la, pression de soufflage et de la. vitesse de soufflage des courants gazeux produits par le souffleur 35, il est vicible que l'on peut obtenir à peu près tout diamètre désiré pour les fils ou fibres produits.
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METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF WIRES OR FIBERS OF GLASS AND SIMILAR HOT PLASTIC MATERIALS.
The present invention relates to the method of manufacturing son or fibers of glass and similar plastics hot, in which the fluid material, contained in a receptacle, for example a melting receptacle, is made to flow through fine openings in the receptacle, continuously, in the form of thin threads and these are then subjected to a drawing into threads or fibers by special auxiliary means. According to the invention, this method and the apparatus for carrying it out are applied in such a way that the diameter of the threads formed can be influenced to a very great extent and that the yarns or fibers obtained are given a high value in terms of value. concerned
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their flexibility, elasticity and tensile strength.
The method according to the invention consists in allowing the molten material to pour out from the container which contains it, in particular by tilting the latter, into a thin layer, of a thickness adjustable by the amplitude of the tilting, on an inclined surface, and in that this layer is divided, on the flow edge of the inclined surface, by means of a threshold, provided with small passage openings, in threads, which are then subjected to a stretching action by mechanical means, in particular adjustable; possibly these could Stre replaced by blown streams or by any other stretching means.
During the flow of the layer of molten material over the inclined surface, the temperature of this layer is regulated, in particular this layer is heated, independent of the temperature in the vessel.
The variation of the position of the inclined surface by the tilting of the container, the regulation of the temperature of the layer of material which flows out, as well as the regulation of the stretching action on the threads are factors. which, acting separately or together, make it possible to manufacture, with the same means, yarns or fibers of different fineness.
For carrying out the process, it is advisable to use a melting vessel, for example of semi-cylindrical shape, capable of tilting about its axis and comprising, on one of its sides parallel to this axis, an opening d. flow with a weir plate, consisting of a heat resistant material, preferably metal, which is provided on its flow edge with a vertical rim, having small openings for the material fluid.
The heat resistant weir plate is preferably arranged such that it covers the upper edge of the container wall inside the container and thus protects this edge against mechanical wear as well as against mechanical wear. chemical attack from the molten glass that flows.
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In the space portion, in which the weir plate is located, special heating means are provided for heating the flowing layer, independent of the heating of the container. If desired, the weir plate and / or its rim itself, can be heated, for example electrically. and 't "fOl f-b To receive, where appropriate, stretch into threads or fibers the nets coming from the weir plate, an endless conveyor belt is preferably used, which is advantageously operated with an adjustable speed.
This conveyor belt can be provided with various means to ensure the adhesion of the threads or fibers and their driving.
The attached drawing shows by way of example an embodiment of an apparatus according to the invention:
Fig.l is a perspective view of the device, and
Fig. 2 is a cross-sectional view.
The apparatus consists of a melting vessel 11, of substantially semi-cylindrical Corme, of a material which is highly resistant to heat; this receptacle is surrounded by a refractory insulator 12 and by a metal casing 13. Between the receptacle 11 and its insulator 12 there are electric heating resistors 14, which are connected by conductors 15 to a suitable current source . The container is closed by an arch of refractory material 16, which is provided with a loading opening 17. In a recess 19 of the arch 16 are arranged electric heating resistors 18, through which the lower face 20 of the vault, face which is turned towards the interior of the container, is heated uniformly over its entire extent.
The container 11 has on three sides walls 21, which pocket the exit of heat and molten material from the furnace.
On the remaining side, which is parallel to the axis of the vessel, is the flow opening for the molten glass. In this place there is provided a weir plate 22, made of a material resistant to heat. For this plate, advantageously used
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iron-nickel-chromium alloys, platinum or alloys of metals of the platinum group. In the event that the container 11 itself consists of such a metal, the weir plate may constitute an extension of the container. If, on the contrary, the receptacle consists of a ceramic material, this plate 22 is preferably given a shape and an arrangement such that it covers the upper edge of the receptacle 11 and extends a little to the inside. - outside of it.
In this way, the weir rim of the vessel has a lip resistant to corrosion by the glass flowing over it. On its outer edge, the weir plate 22 is bent in the form of a rim 23, directed upwards, which has a large number of small passage openings 24 (fig.l). In the embodiment shown, these openings are formed by notches formed in the rim. The rim can however also include for the same purpose small holes or nozzles.
The vault 16 protrudes above the weir plate and has a downwardly extending portion 25 for retaining heat in the space above the plate 22. In this space is placed a device. heater 26, for example a gas burner or an electric heating element. Above the heating device, the vault has an opening 27 with adjustable position shutters, 28, through which the temperature can be regulated in the space above the overflow plate 22, and consequently the temperature of the glass layer flowing on this plate.
In addition to or instead of the heating device 26, an electric heater can also be provided for the plate 22 and / or its rim 23. These parts can for example be used themselves as electric resistors. , through which a current is passed.
The casing 13, surrounding the melting vessel, is mounted by means of pins 29 in a frame 30. The pins are arranged along the longitudinal axis of the semi-cylindrical vessel.
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11. By means of a toothed sector 31 and a worm 32, the container can be tilted around its axis.
In front of the weir plate 22 there is, below the latter, a device for drawing the threads and driving the threads or fibers formed, which in the example consists of an endless conveyor belt 33, preferably actuated with an adjustable speed and which passes over guide rollers 34. Between the weir plate 22 and the conveyor belt 33 there may also be provided a blower 35, of known nature, by which streams of superheated steam or any other pressurized gas is projected onto the threads, substantially in the direction of flow thereof, to subject these threads to drawing and at the same time entrain them in the direction of the conveyor belt 33.
In order for the threads or fibers to adhere effectively to the conveyor belt 33, the upper face of the latter can be provided with claws or bristles. For the same purpose, it is also possible to make the conveyor belt permeable to air and produce, on the underside of its upper strand, a suction draft acting on the threads or fibers, or else it is also possible to make it act from above a current of air on the upper face of the conveyor belt, to thereby apply the threads or fibers against the belt.
The glass is introduced through the opening 17 into the melting vessel and is fed therein by the heating elements 14 and 18 at the desired temperature and viscosity.
If there is a sufficient quantity of molten glass in the container, the container is tilted around its axis by means of the worm 32 and the toothed sector 31, until a small quantity of glass overflows over the weir plate 22 and flows over it in the form of a thin layer. The molten glass is retained by the rim 23, until it reaches a sufficient height to be able to pass through.
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the notches 24. In each of these places, it first forms a drop, which falls from the rim 23 and. which thus stretches under the effect of its own weight, until it reaches the conveyor belt 33.
The net adheres to the conveyor belt and is drawn even finer into yarns or fibers by the advancement movement of this belt, continuing to be connected to the layer on the weir plate 22 passing through one of the openings 24. If a blower 35 is provided, this further improves the stretching of the threads, or it can perform this stretching alone.
The threads or fibers depositing on the conveyor belt 33 are removed therefrom in any suitable manner, continuously or intermittently.
The device can receive many adaptations from any point of view. By adjusting the heating device 26 and adjusting the position of the flaps 28, it is possible to obtain, for the glass flowing over the weir plate 22, any viscosity desired for any composition of the glass. By adjusting this temperature, as well as by varying the tilting amplitude of the container 11, it is also possible to adjust the flow speed of the overflowing glass layer.
If one wishes to further use the possibility of varying the speed of travel of the strip 33 and / or the blowing pressure and the. Blowing speed of the gas streams produced by the blower 35, it is variable that almost any desired diameter can be obtained for the yarns or fibers produced.
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