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La présente invention est relative à un procédé et à un disposi- tif pour la fabrication de tubes à partir de coulées vitreuses, par exemple, de verre, de céramique, de laitiers, de basalte et d'autres matières miné- rales par le procédé de coulées par centrifugation.
On a déjà proposé divers modes d'exécution pour la mise en oeuvre du procédé de coulée par oentrifugation en vue de fabriquer des tubes à partir de masses coulées.
C'est ainsi qu'on connaît un procédé dans lequel on coule le bain en fusion de façon continue dans une coquille verticale rotative comportant un fond dans lequel est- fixé un noyau. L'épaisseur de paroi du tube à fa- briquer est déterminée par la largeur de l'espace libre ménagé entre la pa- roi intérieure de la coquille et le noyau.
Suivant un autre procédé connu, on réalise la mise en forme inté- rieure et par conséquent, l'épaisseur de paroi du corps creux à fabriquer, en introduisant un mandrin fixe à l'intérieur de la coquille comportant un fond.
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On connaît également des procédés dans lesquels, au cours du pro- cessus de centrifugation, on déplace vers le haut un piston logé à l'inté- rieur d'une coquille verticale comportant un fond.
L'application de tous les procédés connus de coulée par oentrifu- gation présente toutefois des inconvénients considérables.
En particulier, on a constaté qu'il n'était pas possible d'adapter d'emblée à la centrifugation de coulées vitreuses le procédé connu depuis longtemps pour la coulée centrifuge de métaux. En cherchant à adapter de cette manière des procédés connus, on n'aboutit à aucun 'ésultat, par suite' des propriétés chimiques et physiques différentes des deux sortes de matiè- res. Tandis que des coulées métalliques présentent, dans la gamme de leurs points de fusion, une viscosité d'environ 2 à 5 unités CGS, des coulées vi- treuses, par exemple les verres aux silicates, présentent, dans la gamme de traitement ou de façonnage, une viscosité de 102-2,5 unités CGS.
La fluidi- té nécessairement moindre des coulées vitreuses impose, ainsi que l'ont mon- tré des recherches effectuées par l'inventeur, la mise en oeuvre de mesures particulières pour assurer le remplissage de la coquille et pour obtenir des épaisseurs de parois régulières du tube à fabriquer.
Tandis que les coulées métalliques s'écoulent facilement dans la coquille et se répartissent facilement d'une manière régulière au cours de la centrifugation, les coulées vitreuses se comportent d'une manière entiè- rement différente. Les coulées vitreuses ne s'écoulent que lentement et res- tent facilement collées à la goulotte d'alimentation. On a constaté en parti- culier l'inconvénient grave résultant du fait que la coulée vitreuse se trou- vant à l'extrémité de la goulotte d'alimentation au lieu de s'écouler dans la coquille forme un cordon qui, au cours de la rotation de la coquille, s'enroule en spirales, et que de grandes quantités d'air se trouvent empri- sonnées par suite de l'enchevêtrement de ces spirales.
Tous les procédés connus, comme ceux qui consistent, soit à ver- ser la coulée, à l'aide d'une goulotte, à 1' intérieur de coquilles vertica- les, soit à introduire des noyaux et des mandrins, ne conduisent à aucun résultat satisfaisant, étant donné que les épaisseursde parois restent ir- régulières.
On comprend également que l'application de diverses sortes de no- yaux, mandrins ou pistons en vue d'obtenir l'épaisseur de paroi désirée cons- titue une mesure très incommode et qu'il est indispensable de mettre en oeu- vre des opérations particulières pour assurer l'introduction et la sortie de ces organes.
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On rencontre sème des difficultés toutes particulières pour sortir la pièce moulée solidifiée des coquilles qui comportent un fond.
Particulièrement dans le cas de pièces coulées à partir de bains contenant des silicates, et par suite de la cristallisation rapide de ces matières, il est absolument indispensable de démonter rapidement la pièce moulée afin d'éviter la formation de tensions excessives et la rupture.
Pour éliminer ces difficultés, on a déjà proposé d'utiliser les coquilles basculables autour d'un axe horizontal. Toutefois ce procédé ne pouvait pas non plus conduire à des résultats satisfaisants, étant donné qu'au cours du basoulage, la pièce moulée appliquée fortement par centrifu- gation contre la paroi intérieure de la coquille ne sort pas facilement et que, pour qu'on puisse faire basculer les coquilles toujours très lourdes, il est indispensable d'utiliser des éléments de machine coûteux et présen- tant des formes très massives.
En appliquant le procédé et le dispositif objets de l'invention, on évite ces inconvénients d'une manière particulièrement simple et avanta- geuse .
Suivant le procédé conforme à l'invention, destiné à la fabrica- tion de tubes à partir de coulées vitreuses soumises à une centrifugation, on utilise une coquille rotative légèrement inclinée par rapport à l'hori- zontale et on amène la coulée à la coquille de façon intermittente et sous forme de gouttes, en déplaçant de préférence la coquille pendant cette in- troduction de la coulée par intermittences du point d'entrée de la coulée.
Le procédé conforme à l'invention présente avant tout, grâce à l'alimentation sous forme de gouttes, l'avantage important que la coulée vi- treuse est amenée à la coquille à une vitesse beaucoup plus élevée que lors- que l'alimentation se produit sous la forme d'un jet continu. De cette maniè- re, la goutte ne subit sensiblement aucun refroidissement.
La première goutte parvient à l'extrémité de la coquille qui est opposée au point d'entrée et, par suite du mouvement de rotation de la co- quille, il se forme un anneau. La deuxième goutte suit peu: de temps après et, du fait qu'on éloigne la coquille, cette goutte se dépose à côté du premier anneau en en formant un second qui, sous l'effet de la force centri- fuge se soude au premier anneau en se fondant avec lui pour former un tout.
Ce processus se répète .jusqu'à ce que la coquille se trouve complètement remplie.
Grâce à ce procédé, on évite encore la formation dans la coquille de cordons en spirales qui, en s'enchevêtrant, emprisonnent de grandes quan- tités d'air.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise une coquille rotative, ouverte aux deux extrémités et légèrement in- clinée par rapport à l'horizontale, l'épaisseur de paroi des tubes à fabri- quer étant déterminée par des bagues amovibles, montées sur les deux extré- mités de la coquille et faisant saillie sur le bord intérieur de la coquil- le.
Par comparaison aux coquilles connues utilisées pour la coulée sous pression, la coquille utilisée dans le procédé conforme à l'invention ne comporte pas de fond fixe, mais au contraire seulement les bagues amovibles précitées qui sont montées sur ses extrémités et qui font montées sur ses extrémités et qui font saillie sur le bord intérieur de la coquille. Ces parties qui, dans les bagues précitées, font saillie sur la paroi intérieu- re de la coquille, déterminent ainsi l'épaisseur da paroi du tube à fabri-. quer. Quand la pièce coulée est suffisamment refroidie, on dégage les bagues fixées de façon mobile aux extrémités des coquilles et sans effort et rapi-
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dément, on pousse la pièce moulée hors du moule en prenant appui avec un outil sur une extrémité libre de cette pièce moulée.
Conformément à l'inven- tion, les bagues précitées sont, à cet effet, réalisées de manière qu'on puisse les faire basculer. Pour faciliter l'expulsion de la pièce, et con- formément à une autre caractéristique de l'invention, la paroi intérieure de la coquille est légèrement conique. Cette légère conicité n'a qu'une in- fluence minime sur l'épaisseur de paroi des tubes.
Grâce à l'invention tous les moyens incommodes comme, par exemple, les dispositifs basculants connus jusqu'ici, qu'il était nécessaire d'uti- liser pour retirer la pièce moulée du moule deviennent superflus.
Des recherches effectuées par l'inventeur ont en outre montré qu'il est très indiqué de chauffeur les extrémités de la coquille elle-même- et en même temps éventuellement la pièce moulée-avant et/ou pendant, et/ou après que la pièce moulée à reçu sa forme et/ou aussi de les refroidir dans la partie médiane. On comprend qu'-aux extrémités de la coquille, la chaleur s'évacue plus rapidement qu'en son milieu. Grâce à la disposition faisant l'objet de l'invention, le refroidissement s'effectue régulièrement. Il en résulte que les tensions excessives qui se produisaient dans la pièce mou- lée sont maintenant évitées.
De plus, conformément à l'invention, on donne des contours profi- lés aux parties des bagues qui dépssent le bord intérieur des coquilles et qui, pendant la centrifugation, forment les bouts de la pièce moulée. Si, par exemple, on coule des tuyaux qui sont destinés à la fabrication de cana- lisations tubulaires, ou de tuyauteries, on réalise alors le profil des ba- gues de manière que l'une d'elles comporte une sorte de gorge et l'autre une sorte de nervure d'assemblage. Les tubes ou tuyaux coulés-séparés reçoivent- alors, à leurs bouts, des profils opposés correspondants et on peut facile- ment les assembler du fait que la nervure venue sur le bout d'un tube prend appui dans la gorge formée dans le bout d'un autre tube.
Il est également indiqué de donner à l'outil, qui sert à pousser la pièce moulée hors de la,coquille, un profil permettant à cet outil de prendre un appui solide sur le bout de la pièce moulée.
Le dessin annexé représente schématiquement, à titre non limita- tif, un dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé objet de l'inven- tion.
Sur ce dessin : la Fig.'I montre en vue latérale et en coupe la coquille montée sur un chariot de manière qu'elle puisse tourner ; la Fig. 2 montre la disposition de deux chariots porte-coquille sur une plate-forme à coulisse.
Une coquille I est entraînée en rotation par un moteur 4 par l'in- termédiaire de galets 3 montés sur un arbre 2. La coquille I, y compris ses moyens d'entraînement, est montée sur un chariot 6 comportant des roulettes 5. Les autres pièces indispensables pour supporter la coquille I, en parti- culier des galets situés en dehors de la partie du dessin représenté en cou- pe, ne sont pas représentées sur ce dessin étant donné qu'elles sont inutiles à la compréhension de l'invention.
Conformément à l'invention, la matière constituant la coulée est amenée de façon intermittente et sous forme de gouttes à la coquille I, par l'intermédiaire d'une goulotte 7. Etant donné son rôle, la goulotte 7 pré- sente une extrémité inférieure horizontale ou légèrement inclinée vers le haut, de sorte'que, au cours de sa trajectoire libre, la goutte A se trou- ve projetée par la force centrifuge dans l'espace intérieur de la coquille I.
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Pour limiter cette trajectoire, on introduit un déflecteur fixe 8 dans la coquille I. Aussitôt que la première goutte A a rencontré la paroi intérieu- re de la coquille I à l'extrémité de celle-ci et que, sous l'effet de la rotation de la coquille I, cette goutte est entraînée de manière à former un anneau, la coquille I (y compris ses moyens d'entraînement) est mise en mouvement dans le sens de la flèche, à l'aide d'un treuil 9, qu'il convient d'entraîner au moyen d'un moteur, de sorte que la goutte A immédiatement suivante vient se déposer à côté du premier anneau déjà formé.
Etant donné que les gouttes se succèdent rapidement, 1 anneau se trouve encore à une tem- pérature si élevée que l'anneau nouvellement formé se soude au premier an- neau pour constituer un bloc homogène-, Le processus se répète alors jusqu'à ce que le tube B qu'il s'agit de fabriquer soit constitué.-
Conformément à l'invention, en vue de déterminer la dimension de l'épaisseur de paroi du tube à fabriquer, des deux côtés de la coquille I sont montées des bagues 10 et 11 facilement démontables ou amovibles com- portant des parties 10a et lla débordant le bord intérieur des coquilles.
On détermine, pour chaque tube à fabriquer, la charge de la coulée d'alimentation de manière à remplir l'espace délimité par la paroi inté- rieure des coquilles et les parties des bageus 10a et 11a dépassant la pa- roi intérieure des coquilles.
Aussitôt que la coulée s'est solidifiée, on enlève les bagues 10 et 11, de sorte qu'on peut facilement pousser le tube fabriqué hors de la coquille I au moyen d'un outil prenant appui sur un bout du tube ou tuyau.
Pour qu'on puisse pousser'le tube à l'extérieur aussitôt que ce tube est devenu rigide, les bagues 10 et 11 comportent des dispositifs fa- cilement détachables ou démontables et réalisés, de préférence, de manière qu'on puisse les faire basculer vers l'extérieur.
En vue de compenser les tensions résiduelles, il est indiqué de soumettre le tube à un procédé de refroidissement lent, tel que celui qu'on applique d'ordinaire à des produits à base de silicates.
Conformément à l'exemple d'exécution représenté, les parties 10a de la bague 10 qui débordent la paroi latérale de la coquille I comportent une gorge 10b et la partie 11a de la bague 11 comporte une nervure lld. Grâ- ce à cette disposition, on obtient des tubes qui comportent également une nervure sur un des bouts et une gorge sur l'autre bout. Des tubes fabriqués de cette manière peuvent être facilement assemblés pour constituer des cana- lisations ou des conduites tubulaires.
De même l'expulsion du tube, lorsqu'il est devenu rigide, se trou- ve facilitée du fait que l'outil utilisé présente un profil correspondant à celui d'un bout du -tuyau et, par conséquent, présente soit une gorge, soit une nervure.
Il est également avantageux de réaliser les bagues de manière qu'on puisse les faire basculer vers l'extérieur. De cette manière, la pose et l'enlèvement des bagues peut se faire plus rapidement.
Pour assurer un fonctionnement continu du dispositif produisant les gouttes, dispositif qui peut, par exemple, être constitué par un dis- positif d'alimentation goutte à goutte, en assurant en même temps une char- ge constante du four de fusion, on dispose, conformément à l'invention (fig.
2), deux coquilles I et Ia, y compris leurs moyens d'entraînement correspon- dants sur une plate-forme à coulisse disposée elle-même transversalement à l'axe des coquilles. De cette manière, pendant le temps qui est nécessai- re pour démonter les bagues 10 et 11, expulser le tube fini et remettre en place ou faire basculer à nouveau les bagues 10 et 11, il est possible
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d'avoir terminé déjà la projection de la coulée dans la coquille Ia.
REVENDICATIONS.
La présente invention a pour objet :
A- Un nouveau procédé de fabrication de tubes à partir de coulées-vitreuses, par exemple de verre, de céramique, de laitier, de basalte ou d'autres ma- tières minérales, par application du procédé par oentrifugation, ce nouveau procédé étant caractérisé par les particularités suivantes prises isolément ou en combinaison :
I) On utilise une coquille rotative, de préférence légèrement in- clinée par rapport à l'horizontale ; on amène la coulée à la coquille de fa- çon intermittente et sous forme de gouttes ; enfin, pendant qu'on alimente la coquille avec la coulée, on éloigne cette coquille de préférence, de fa- çon intermittente, du point d'introduction de la coulée ;.
2) l'épaisseur de paroi du tube à fabriquer est déterminée par deux bagues mobiles, de préférence basculables, montées sur les deux extré- mités de la coquille et débordant le bord intérieur de celles-ci ;
3) à la fin du processus de centrifugation et après qu'on a déga- gé les bagues précitées, on expulse la pièce moulée suffisamment refroidie hors de la coquille au moyen d'un outil appliqué sur une extrémité de la pièce moulée ;
4) avant ou pendant, ou après que la pièce moulée a pris sa forme, on chauffe la coquille à ses extrémités, ou on refroidit cette coquille en son milieu, ces opérations de chauffage et de refroidissement pouvant aussi se faire conjointement.
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