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PROCEDE DE FABRICATION DE BALLOTTER DE VERRE ET .INSTALLATION POUR LA
MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE'. @
La présente invention est relative à un procédé et à une instal- lation pour la fabrication de ballottes de verre pleines destinées, notam- ment, à constituer, par juxtaposition, des surfaces réfléchissantes utilisées pour la signalisation routière, pour la confection d'écrans de projection, de panneaux publicitaires, d'accessoires de signalisation pour véhicules, etc. Chaque ballotte constitue un minuscule dioptre. En se plaçant dans l'a- xe d'un faisceau lumineux projeté sur une surface parsemée de ballottes de verre pleines, on obtient une réflexion totale du faisceau. Ces ballottes peuvent être transparantes ou opaques, colorées ou incolores.
Leurs caracté- ristiques principales sont leur parfaite sphéricité, l'absence d'inclusions d'air, une surface absolument lisse et polie, et un calibrage rigoureux.
On connait déjà deux procédés pour fabriquer industriellement des ballottes de verre. Un premier procédé utilise du verre en fusion. A un min- ce filet de verre en fusion on applique un courant d'air qui le rompt à sa sortie du four et provoque la formation de ballottes. Un autre procédé con- siste à mélanger de la poudre de verre avec du graphite., du noir de fumée, ou un charbon ne laissant pas de cendres, à porter ce mélange à une tempéra- ture convenable pour que les ballottes se forment sous l'action de la ten- sion superficielle, à refroidir et à laver les ballottes pour les débarrasser des particules de charbon résiduaire. Le charbon a pour but, surtout, d'em- pécher les sphères de verre.en formation de coller ensemble.
Ces deux procédés présentent des inconvénients assez sérieux le premier donne des ballottes irrégulières qu'il faut tamiser plusieurs fois pour les trier; le second procédé est peu économique et exige l'emploi de charbon qui avec certains verres exerce une action réductrice;'le lavage fi- nal est parfois difficile et irrégulier.
La présente invention a pour but d'améliorer et de rendre plus éco- nomique et rationnelle la fabrication industrielle des ballottes de verre.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on fait parcourir à
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des particules de verre solides préalablement tamisées et calibrées un tra- jet déterminé dans une flamme projetée par au moins un brûleur dans un espa- ce clos, ce trajet étant suffisant pour obtenir un ramollissement des parti- cules de verre tel que la tension superficielle se manifeste, à recueillir ensuite les ballottes formées soustraites à la flamme et refroidies.
L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un moufle dans lequel au moins un brûleur projette une flamme d'une longueur déterminée, un distributeur de particules de verre calibrées amenant ces par- ticules dans la flamme même, et un récipient pour recueillir les ballottes formées à l'extrémité de la flamme.
Divers facteurs interdépendants entrent en jeu dans ce procédé : grosseur des particules de verre, vitesse et pouvoir calorifique de la flam- me, composition et point de ramolissement du verre, longueur du parcours des particules de verre dans la flamme, etc. La flamme peut être produite par ur ou plusieurs brûleurs, au moyen d'un mélange de gaz et d'air ou d'oxygène. ou d'un mélange de carburant liquide et d'air, ou même au moyen de poussi r de charbon. On peut prévoir deux brûleurs disposés de façon à produire une flamme tourbillonnante dans un moufle cylindrique ou, de préférence, coni- que. On peut prévoir des entrées d'air secondaire qui contribuent à augmen- ter la vitesse de la flamme et à entraîner les particules de verre.
Ces der- nières peuvent être introduites dans la flamme soit en les laissant tomber par gravité dans la flamme même sous un angle quelconque, soit en les injec- tant en dehors du brûleur ou dans le brûleur même à l'aide d'air de combus- tion ou par tout autre moyen. Dans le cas de brûleurs à mazout, par exemple, on peut préparer une émulsion des particules de verre, préalablement cali- brées, dans le mazout qui alimente le ou les brûleurs. La flamme peut être horizontale, verticale, ou inclinée; elle doit être entourée d'un moufle qui sera, de préférence, formé d'éléments réfractaires et isolants afin d'éviter autant que possible les déperditions de chaleur; il importe en effet que la flamme soit régulière et non turbulente, même si elle est animée d'un mou- vement tourbillonnaire.
Dans le cas de brûleurs à poussier de charbon, on peut mélanger préalablement le verre pulvérisé et calibré au poussier de charbon qui alimente le brûleur.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
La fig. 1 en est une vue en élévation de côté avec parties en coupe, et la fig.2 est une coupe verticale suivant la ligne II-II de la fig.l.
L'installation représentée comprend un distributeur de verre pul- vérisé comportant une trémie d'alimentation 1 munie d'un tamis 2. Le distri- buteur est destiné à recevoir une réserve de sable de verre 3, préalablement calibré par tamisage suivant le calibre des ballottes que l'on désire obtenir.
Le distributeur est monté sur un plateau vibrant 4. Le tube de la trémie 1 débouche dans l'entonnoir 5a d'une lance à sable 5 dont l'extrémité effilée pénètre dans un moufle 6 de forme générale conique, composé d'une enveloppe en tôle 6a, d'une couche de diatomée ou autre matière isolante 6b et d'une couche intérieure 6c de chamotte réfractaire. On prévoit, de préférence, un dispositif permettant de régler à volonté le débit dès-particules de verre.
Dans l'embouchure, à la pointe du moufle conique 6, pénètre la tuyère d'un brûleur 7 alimenté par un tuble 8 en gaz combustible (gaz d'éclai- rage, acétylène, butane, etc.) et par-un tube 9 en air ou oxygène de combus- tion.
Le brûleur à gaz 7 pourrait être remplacé par un brûleur à car- burant liquide, par exemple un brûleur à mazout, ou par un brûleur à charbon pulvérisé. On pourrait disposer deux brûleurs parallèles, divergents ou con- vergents, et agencer le tout de façon à produire une seule flamme tourbillon-
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La lance à sable 5 pénètre dans le moufle 6 à faible distance de l'orifice du brûleur 7. Le moufle conique est en outre muni, en aval de la lance à sable, de deux tubes 10 d'amenée d'air à basse pression servant à réfrigérer les parois du moufle 6 et à entraîner la flamme en accroissant sa vitesse vers l'extrémité large du moufle. Cette extrémité est raccordée à un conduit 11 débouchant tangentiellement dans un séparateur vertical 12 mu- ni de chicanes hélicoïdales 13.
Le fond conique 14 du séparateur débouche dans un récipient 15 où les ballottes refroidies sont recueillies.
Exemple :
On désire fabriquer des ballottes d'un diamètre.moyen de 0,1 mm.
Des déchets de verre sont broyés dans un, concasseur, un moulin à boulets, ou tout autre appareil capable de réduire le verre en poudre. Le sable de verre a, par exemple, la composition chimique suivante :
EMI3.1
Si cf .".00......0.0 71,0 % AI 2 a 3 a..oo.#.'O..QQ. 0,8 % Ca 0 omoo.......mm.. 5,6 % Mg 0 ............... 3,6
EMI3.2
Ba2p .......... O...e 1,8 % 111a20 ..00..Q$0...008 17,2 %
Point inférieur de ramolissement : 4820 C.
Point supérieur de ramolissement : 530 C.
Le verre broyé est passé entre deux tamis : le premier doit lais- ser passer les grains de 0,15 à 0,18 mm.; le second doit éliminer les grains inférieurs à 0,12 mm. Les grains qui sont rètenus par ce second tamis ser- vent à la fabrication envisagée et sont chargés dans le distributeur 1. Le distributeur vibré les laisse tomber à travers le tamis 2 dans la lance 5 qui les introduit par gravité en un jet très mince dont le débit peut être règlé à volonté, dans la flamme produite par le brûleur 7, dans le moufle 6.
On peut avantageusement employer un gaz ayant la composition suivante :
EMI3.3
C 2 ..... 0 ....... 4,5 % 03E6 0....00......00,6 % C2H4 ............. 2,2 %
EMI3.4
C 0 .............11,0 % H2 .............39 %
EMI3.5
C 11 ........... .21,1 % Un simple mélange de ce gaz et d'air suffit à amener le verre ayant la com- position sus-indiquée à l'état nécessaire pour que les ballottes se forment sous l'action de la tension superficiellé. Le bec du brûleur a une section droite rectangulaire de 40 x 4 mm.. Le gaz est amené sous une pression de 200 gr/cm et l'air. de combustion sous une pression de 500 gr/cm . On obtient ainsi une flamme d'une longueur de 1000 mm environ. La consommation de gaz est d'environ 3m3/ heure, et celle d'air d'environ 120 m / heure, pour une production d'environ 30 kg/heure.
Les grains de verre sont entraînés par la flamme et éventuelle- ment par l'air à basse pression qui pénètre dans le moufle en aval de la lance à sable, et le tout est règlé de façon que les grains de verre se ra- molissent environ aux deux tiers de leur parcours dans la flamme. La tension superficiellese manifeste alors. Les ballottes se forment dans le dernier tiers du parcours dans la flamme et à l'entrée du séparateur les ballottes sont entièrement formées. Elles se refroidissent en descendant en spirale
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le long des parois du séparateur et sont recueillies dans le récipient 15.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de ballottes de verre, caractérisé en ce qu'on fait parcourir à des particules de verre solide préalablement cali- brées par tamisage un trajet déterminé dans une flamme projetée par au moins un brûleur dans un espace clos, ce trajet étant suffisant pour obtenir un ra- mollissement des particules de verre tel que la tension superficielle se ma- nifeste, et à refroidir et recueillir les ballottes ainsi formées.
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GLASS BALLOTTER MANUFACTURING PROCESS AND .INSTALLATION FOR THE
IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS '. @
The present invention relates to a process and to an installation for the manufacture of full glass bundles intended, in particular, to constitute, by juxtaposition, reflective surfaces used for road signs, for the production of screens. projection, advertising panels, signage accessories for vehicles, etc. Each bundle constitutes a tiny dioptre. By placing oneself in the axis of a light beam projected onto a surface strewn with solid glass bundles, a total reflection of the beam is obtained. These bundles can be transparent or opaque, colored or colorless.
Their main characteristics are their perfect sphericity, the absence of air inclusions, an absolutely smooth and polished surface, and a rigorous calibration.
Two processes are already known for industrially manufacturing glass bundles. A first method uses molten glass. A stream of air is applied to a thin stream of molten glass which breaks it as it leaves the furnace and causes the formation of balls. Another method is to mix glass powder with graphite, carbon black, or charcoal which does not leave ash, bringing this mixture to a suitable temperature so that the bundles form under the heat. The action of the surface tension, to cool and wash the bundles to get rid of the particles of residual coal. The main purpose of the charcoal is to prevent the glass spheres in formation from sticking together.
These two processes present fairly serious drawbacks: the first gives irregular bundles which have to be sieved several times to sort them; the second process is not very economical and requires the use of charcoal which, with certain glasses, exerts a reducing action: the final washing is sometimes difficult and irregular.
The object of the present invention is to improve and make more economical and rational the industrial manufacture of glass bundles.
The method according to the invention is characterized in that one runs through
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solid glass particles previously sieved and calibrated a determined path in a flame projected by at least one burner in an enclosed space, this path being sufficient to obtain a softening of the glass particles such that the surface tension increases. manifest, to then collect the formed bundles removed from the flame and cooled.
The installation for carrying out this process comprises a muffle in which at least one burner projects a flame of a determined length, a distributor of calibrated glass particles bringing these particles into the flame itself, and a receptacle for collect the bundles formed at the end of the flame.
Various interdependent factors come into play in this process: size of the glass particles, speed and calorific value of the flame, composition and softening point of the glass, length of the path of the glass particles in the flame, etc. The flame can be produced by one or more burners, using a mixture of gas and air or oxygen. or a mixture of liquid fuel and air, or even by means of coal dust. Two burners can be provided so arranged as to produce a swirling flame in a cylindrical or, preferably, conical muffle. Secondary air inlets can be provided which help to increase the speed of the flame and to entrain the glass particles.
These can be introduced into the flame either by dropping them by gravity into the flame even at any angle, or by injecting them outside the burner or into the burner itself with the help of combus air. - tion or by any other means. In the case of oil burners, for example, an emulsion of the glass particles, previously calibrated, can be prepared in the oil which feeds the burner or burners. The flame can be horizontal, vertical, or inclined; it must be surrounded by a muffle which will preferably be formed of refractory and insulating elements in order to avoid heat loss as much as possible; it is important for the flame to be regular and non-turbulent, even if it is animated by a vortex movement.
In the case of coal dust burners, the pulverized and calibrated glass can be mixed beforehand with the coal dust which feeds the burner.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of an installation for implementing the method according to the invention.
Fig. 1 is a side elevational view thereof with parts in section, and FIG. 2 is a vertical section taken along the line II-II of FIG. 1.
The installation shown comprises a sprayed glass distributor comprising a feed hopper 1 fitted with a sieve 2. The distributor is intended to receive a reserve of glass sand 3, previously calibrated by sieving according to the size of the glass. bundles that we want to get.
The distributor is mounted on a vibrating plate 4. The tube of the hopper 1 opens into the funnel 5a of a sand lance 5, the tapered end of which penetrates into a muffle 6 of generally conical shape, composed of a casing in sheet 6a, a layer of diatom or other insulating material 6b and an inner layer 6c of refractory chamotte. A device is preferably provided which makes it possible to adjust the flow rate of the glass particles at will.
In the mouth, at the tip of the conical muffle 6, penetrates the nozzle of a burner 7 supplied by a pipe 8 with combustible gas (lighting gas, acetylene, butane, etc.) and by a tube 9 in combustion air or oxygen.
The gas burner 7 could be replaced by a liquid fuel burner, for example an oil burner, or by a pulverized coal burner. We could have two burners parallel, divergent or convergent, and arrange the whole so as to produce a single vortex flame.
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The sand lance 5 enters the muffle 6 at a short distance from the orifice of the burner 7. The conical muffle is furthermore provided, downstream of the sand lance, with two tubes 10 for supplying low pressure air. serving to refrigerate the walls of the muffle 6 and to drive the flame by increasing its speed towards the wide end of the muffle. This end is connected to a duct 11 which opens out tangentially into a vertical separator 12 with helical baffles 13.
The conical bottom 14 of the separator opens into a container 15 where the cooled bundles are collected.
Example:
It is desired to make bundles with an average diameter of 0.1 mm.
Waste glass is crushed in a crusher, ball mill, or other device capable of reducing glass to powder. Glass sand has, for example, the following chemical composition:
EMI3.1
If cf. ". 00 ...... 0.0 71.0% AI 2 a 3 a..oo. #. 'O..QQ. 0.8% Ca 0 omoo ....... mm. . 5.6% Mg 0 ............... 3.6
EMI3.2
Ba2p .......... O ... e 1.8% 111a20 ..00..Q $ 0 ... 008 17.2%
Lower softening point: 4820 C.
Upper softening point: 530 C.
The ground glass is passed between two sieves: the first must allow grains of 0.15 to 0.18 mm to pass; the second must remove grains smaller than 0.12 mm. The grains which are retained by this second sieve are used for the production envisaged and are loaded into the distributor 1. The vibrated distributor lets them fall through the sieve 2 into the lance 5 which introduces them by gravity in a very thin jet of which the flow rate can be adjusted at will, in the flame produced by the burner 7, in the muffle 6.
It is advantageously possible to use a gas having the following composition:
EMI3.3
C 2 ..... 0 ....... 4.5% 03E6 0 .... 00 ...... 00.6% C2H4 ............. 2.2%
EMI3.4
C 0 ............. 11.0% H2 ............. 39%
EMI3.5
C 11 ............ 21.1% A simple mixture of this gas and air suffices to bring the glass having the above-mentioned composition to the state necessary for the bundles are formed under the action of surface tension. The burner nozzle has a rectangular cross section of 40 x 4 mm. The gas is supplied under a pressure of 200 gr / cm and the air. of combustion under a pressure of 500 gr / cm. This gives a flame with a length of approximately 1000 mm. The gas consumption is about 3m3 / hour, and that of air about 120m / hour, for a production of about 30 kg / hour.
The grains of glass are entrained by the flame and possibly by the low pressure air which enters the muffle downstream of the sand lance, and the whole is adjusted so that the grains of glass soften approximately. two-thirds of their way through the flame. The surface tension then manifests itself. The bundles are formed in the last third of the course in the flame and at the entrance of the separator the bundles are fully formed. They cool down as they spiral down
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along the walls of the separator and are collected in the container 15.
CLAIMS
1.- A method of manufacturing glass bundles, characterized in that solid glass particles previously calibrated by sieving are made to travel a determined path in a flame projected by at least one burner in an enclosed space, this path being sufficient to obtain a softening of the glass particles such that the surface tension is manifested, and to cool and collect the bundles thus formed.