BE735511A

BE735511A -

Info

Publication number: BE735511A
Authority: BE
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1970-01-02

Description

  

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  Production de perles de verre 

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Cette invention concerne un appareil et une méthode pour la production de perle* de verre à partir de particules de verre broyées. 



   Les perlée de verre et autres particules sphériques fabri- quées conformément à l'invention ont de nombreuses applications industrielles et commerciales. Dans de nombreux cas les perles sont utilisées pour fournir une surface réfléchissante, telle que pour le traçage des couloirs de circulation sur les routes, les panonceaux de signalisation routière, lea écrans de cinéma, etc. D'autres usages des perles comprennent les applications dans lesquelles leurs propriétés réfléchissantes aont de peu d'utilité, comme les cas dans lesquels où les parles servent de charge pour les matières plastiques ou dans diverses utilisations électriques. 



  Le diamètre dea perles peut varier largement et va, à titre d'exem- ple, d'environ 3,165 mm jusqu'aux alentours de 25 microns. 



   Pour la fabrication des perles de verre, il a été de pratique courante jusqu'alors d'introduire des particules de verre de forme irrégulière dans un tube d'aspiration disposé verticalement ouvert à son extrémité supérieure et pourvu d'une flamme gazeuse bien répartie à proximité de son extrémité inférieure. Les particules sont transportées de bas en haut par les gaz de combustion dans une chambre d'expansion, ou cheminée, montée au-dessus du tube d'aspiration. Pendant leur mouvement ascendant, les particules se ramollissent et prennent une forme sensiblement sphérique sous l'effet de la tension superficielle, pour donner des perles de verre. Pour un exposé plus détaillé sur des systèmes représentatifs de la fabrication de perles de ce type, on peut se reporter par exemple aux brevets des Etats-Unis d'Amérique n  2. 619.776 et 2. 945.326. 



   Les méthodes et appareils antérieurs, utilisés pour la fabri- cation de particules sphériques telles que les perles de verre, présentaient certains inconvénients. A titre d'exemple, le rende- ment thermique global de ces systèmes antérieurs était relativement faible, avec comme résultat des frais de fabrication des perles excessifs dans de nombreux cas-. De plus, dans de nombreux systèmes du type utilisé jusqu'alors, on rencontrait des difficultés par suite de la dilatation et de la contraction des conduites d'apport de particules de verre broyées introduites dans le tube d'aspira- tion du four. Les systèmes utilisés jusqu'alors présentaient éga- lement d'autres inconvénients qui nuisaient à la fabrication 

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 efficace et économique des perles sur la base de grands volumes. 



   Selon l'invention, il est fourni un appareil comprenant, en combinaison, un tube d'aspiration disposé verticalement, un moyen chambre communiquant avec ledit tube d'aspiration et s'étendant au-dessus de celui-ci, une source de chaleur disposée de manière à diriger la chaleur vers l'intérieur dudit tube d'aspiration et dudit moyen chambre, une source d'alimentation en particules de forme irrégulière, un moyen conduite raccordé à ladite source d'alimentation pour l'introduction desdites particules dans ledit tube d'aspiration au-dessus de la source de chaleur, ledit moyen conduite traversant au moins une partie dudit moyen chambre pour   prà-chauffer   lesdites particules avant leur introduction dans ledit tube d'aspiration,

   les particules étant entraînées dans ledit tube d'aspiration jusqu'audit moyen chambre par la chaleur qui   rèçne   dans ledit tube et prenant une forme sphérique sous l'effet de la tension superficielle, et un moyen raccordé audit moyen chambre pour recueillir les sphères ainsi produites. 



   Il est également fourni une méthode similaire en certains aspects à celle révélée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2. 945.326 auquel il a été fait référence plus haut. 



   Les particules de verre broyées sont conduites par plusieurs conduites d'apport à un tube d'aspiration disposé verticalement. 



  Au-dessus du tube d'aspiration se trouve montée une chambre d'ex- pansion allongée ayant la forme d'une cheminée verticale. Une source de chaleur est positionnée de manière à diriger la chaleur vers l'intérieur du tube d'aspiration, et les particules sont propulsées de bas en haut par les gaz de combustion à travers le tube et jusque dans la chambre. Au cours de leur mouvement ascendant, les particules se ramollissent et prennent la forme de perles de verre sous l'effet de la tension superficielle. Les perles ainsi formées tombent par gravité jusqu'au fond de la chambre où elles sont recueillies pour calibrage et emballage. 



   Les particules se trouvant dans les conduites d'apport sont préchauffées avant leur introduction dans le tube d'aspiration. 



  Avec cette disposition, le rendement thermique global du système est sensiblement amélioré. 



   Le préchauffage des particules s'effectue e.i dirigeant leurs conduites d'apport à travers la chambre d'expansion chaude et ensui- te dans le tube d'aspiration. La chaleur déjà disponible dans la chambre est ainsi utilisée pour préchauffer efficacement les 

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 particules, ce dont il résulte que le préchauffage s'effectue d'une manière extrêmement simple et économique. 



   Les conduites d'apport sont montées rigidement à proximité de la partie supérieure de la chambre d'expansion mais sont installées avec leurs extrémités inférieures suspendues librement et en rela- tion d'espacement avec un élément en forme de coupelle conduisant au tube d'aspiration. L'installation est telle que les extrémités inférieures des conduites peuvent se déplacer librement par rapport aux éléments coupelles en réponse aux variations de leur longueur provoquées par les changements de température à l'intérieur de la chambre. 



   La présente invention sera comprise plus clairement d'après la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, considérée avec les dessins annexés, dans lesquels : 
La Figure 1 est une vue schématique, en crevé partiel et en coupe, d'un appareil pour la production de perles de verre selon l'invention; 
La Figure 2 est une vue de dessus agrandie de l'appareil re- présenté à la Figure 1, dont certaines parties sont supprimées dans un but de clarté; 
La Figure 3 est une vue en coupe fragmentaire et agrandie prise suivant la ligne 3-3 de la Figure 1; 
La Figure 4 est une vue en élévation latérale agrandie d'une partie de l'appareil de la Figure 1; 
La Figure 5 est une vue en élévation de face. avec certaines parties représentées en coupe, de la partie de l'appareil repré- sentée par la Figure 4;

   et 
La Figure 6 est une vue détaillée fragmentaire et agrandie, et en coupe partielle, de certains des composants représentés à la Figvxe 4. 



   Concernant la Figure 1 des dessins, celle-ci représente un four pour la fabrication de perles de verre comportant un tirage contrôla. Le four repose sur un support approprié 10 et comprend un tube d'aspiration vertical 11 généralement cylindrique ouvert à son extrémité supérieure 12. Une série de   brûleurs   à gaz 13 font saillie dans le tube 11 à proximité de son extrémité inférieure et sont également répartis sur le pourtour du tube   -.fin   de fournir une flamme bien répartie dans celui-ci. 



   Au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte 12 du tube d'aspi- ration 11 se trouve placée une chambre d'expansion ou chaminée 15 

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 disposée verticalement. La chambre 15 est de forme sensiblement fermée et cylindrique et est pourvue à son extrémité supérieure d'un couvercle 16. Une série de tuyaux 17 sont montés sur le cou- vercle 16, et ces tuyaux s'étendent obliquement vers le haut en direction de l'axe de la chambre 15. Les extrémités supérieures des tuyaux 17 communiquent avec des orifices appropriés du fond d'un carter d'alimentation cylindrique   18 .La   lace supérieure du carter 18 supporte un bottier 20 comportant un tuyau 21 situé axialement et pénétrant à l'intérieur du carter.

   Un convoyeur hélicoïdal à vis représenté schématiquement par le repère numé- rique 22 se trouve positionné au-dessus du bottier 20. Le convo- yeur 22 est alimenté en particules de verre broyées par un élé- vateur 23 et sert à faire avancer continuellement les particules par le tuyau 21 et jusque dans le carter 18. Il est fait référence à la demande de brevet associée n  P. 1493 pour un exposé plus détaillé de la structure et du mode de fonctionnement du carter 18, du bottier 20, du tuyau 21 et des éléments associés. 



   Comme représenté au mieux par la Figure 2, le couvercle 16 est pourvu de huit éléments de montage 26 uniformément espacés, et qui sont orientés radialement entre le centre du couvercle et son pourtour. Les éléments de montage 26 servent à fixer rigidement les extrémités supérieures de huit conduites d'alimentation 30 (Figure 1) au couvercle 16. Les conduites 30 font saillie par des ouvertures appropriées du couvercle 16 et sont raccordées aux tu- yaux disposés obliquement 17   correspondants,par   des coudes 31. 



  L'installation est telle qu'il est fourni un chemin ouvert continu aux particules de verre broyées en provenance du convoyeur 22, par le tuyau 21 jusqu'au carter cylindrique 18, puis par les tuyaux 17 et les coudes 31 jusqu'aux conduites d'alimentation 30. 



   Les conduites d'alimentation 30 sont situées dans la chambre d'expansion 15 et s'étendent de haut en bas sur une distance appré- ciable à partir da couvercle 16 vers la partie inférieure du tube d'aspiration 11. Une grille 33 (Figure 3) est placée en travers du fond ouvert de la chambre 15, et cette grille sert à maintenir les conduites 30 en relation espacée les unes avec les autres   ainsi   qu'avec la paroi interne de la chambre. Une chambre de récupération 35 entoure la partie supérieure du tube 11 et est assujettie au fond de la   chancre   15. Les conduites 30 font saillie de la chambre 35 et sont disposées à l'extérieur du tube 11. 



   Comme   représenté   au mieux à la Figure 6, l'extrémité inférieure 

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 de chacune des conduites d'alimentation 30 est espacée d'une cour- te distance au-dessus de la partie inférieure d'un élément 37 en forme de coupelle. Chacun des éléments 37 communique avec un tuyau disposé obliquement 38 en relation de support avec celui-ci. Les tuyaux 38 sont maintenus en position réglable par rapport au tube d'aspiration 11, par des ridoirs 39 par exemple, et les extrémités libres des tuyaux pénètrent par les orifices correspondants 40 dans le tube à courte distance au-dessus des brûleurs 13 (Figure 1). 



   La chambre de récupération 35 est de forme généralement cylin- drique mais est pourvue de deux surfaces planes 42 et 43 qui se coupent au fond delà chambre. La partie inférieure de la chambre 35 est formée de manière à fournir des sections   d'évacuation 44   et 45 (Figure 5). Les sections 44 et 45 ressemblent à des pyramides inversées et sont respectivement pourvues de conduites d'évacuation 46 et 47 conduisant à des bacs collecteurs appropriés (non repré- sentés). Avec cette installation, les conduites d'évacuation sont maintenues en communication ouverte avec la partie la plus basse de la chambre d'expansion 15 pour faciliter l'extraction des perles de cette chambre. 



   La surface extérieure du tube d'aspiration 11 est de préfé- rence refroidie, et dans ce but il est prévu une gaine de refroi- dissement 50 (Figure 1) qui est alimentée par un courant d'air sensiblement à la température ambiante. La gaine 50 est raccordée à une chambre d'aspiration cylindrique 52 par l'intermédiaire d'une partie élargie 51. La chambre 52 entoure le tube d'aspiration 11 en relation d'espacement avec celui-ci, et la partie supérieure de la chambre est disposée dans la chambre de récupération 35. Une série d'orifices allongés 54 sont prévus dans la chambre 52 pour recevoir les tuyaux d'apport disposés obliquement 38. La chambre 52 débouche dans une cheminée verticale 55. 



   Le tirage dans le tube 11 et dans la chambre d'expansion 15 est soigneusement réglé pour contrôler la vitesse et la température des gaz de combustion dans ceux-ci. Comme décrit plus complètement dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2. 945.326, un régula- teur de tirage 60 est positionné à l'extrémité inférieure du tube 11 et est monté de façon appropriée sur le support 10. Le couver- cle 16 à l'extrémité supérieure de la chambre 15 comporte un ori- fice généralement rectangulaire 62 (Figure 2) allant & une conduite 63. Cette conduite s'étend de haut en bas à travers un dispositif séparateur 64 jusqu'à un ventilateur d'aspiration 65 qui refoule 

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 de bas en haut par une cheminée 66 ouverte sur l'atmosphère.

   Des régulateurs de tirage 67 et 68 sont disposés dans la conduite 63 de chaque côté du séparateur   64,   et   la conduits     comprend un   orifice réglable 69 pour fournir une commande de tirage complémentaire. 



  Le ventilateur 65 aspire l'air dans le tube d'aspiration 11 et dans la chambre d'expansion 15 par l'intermédaire du régulateur de tirage 60. Les gaz de combustion sont évacués par l'orifice 62, la condui- te 63, le séparateur 64 et la cheminée 66. 



   En opération, les particules de verre broyées de forme irré- gulière sont amenées de façon continue au convoyeur à vis 22 par l'élévateur 23 et sont transportées par le convoyeur jusqu'au tuyau 21. Les particules amenées continuent ensuite jusqu'au carter   18@   dans les huit tuyaux disposés obliquement 17 et descendent par les conduites d'alimentation 30.

   A mesure que les particules passent par les conduites 30, elles sont préchauffées par la colonne de gaz de combustion montant dans la chambre d'expansion 15, jusqu'à une température élevée prédéterminée comprise de préférence entre environ   260 C   et environ   425 C.   La distance radiale séparant les conduites 30 de l'axe de la chambre 15 et du tube d'aspiration 11 détermine la plage de températures sur laquelle les particules peuvent être préchauffées, Les plus grandes distances radiales donnant les températures de préchauffage les plus basses, et vice versa.

   La température de préchauffage peut être réglée dans les limites désirées en faisant varier le tirage produit par le venti- lateur 65, en réglant les régulateurs 67 et 68 ainsi que la dimen- sion de l'orifice 69, etc, ce qui modifie donc le tirage dans la chambre 15. La température doit être du côté supérieur de la plage de préchauffage pour des particules relativement grossières, tandis que des températures plus faibles peuvent être utilisées pour des particules plus fines. 



   Les particules de verre préchauffées sont amenées par gravité des conduites d'alimentation 30 aux éléments en forme de coupelle 37 puis par les tuyaux disposés obliquement 38 jusqu'au tube d'aspiration 11. Les particules sont déversées dans le tube 11 à courte distance au-dessus des brûleurs 13 et sont réparties   uniforméu.ant   dans le tube en raison de l'espacement périphérique équidistant des tuyaux 38. Lors de leur entrée dans le tube 11, les particules sont entraînées par le courant ascendant de gaz chauds dans ce tube et sont   chauffées   à une température suffisante pour provoquer leur ramollissement et leur mise en forme sphérique, sous l'effet de la 

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 tension superficielle, pour donner des perles de verre.

   Bien que la température particulière à laquelle les particules sont   chauffées   puisse varier largement, en fonction de facteurs tels que le type de verre utilisé, la dimension des particules, etc. la tem- pérature de particules de verre à la chaux sodée, à proximité de la partie supérieure du tube 11 est à titre d'exemple de l'ordre de 1100 C. 



   Les particules entraînées dans les gaz de combustion des   brùleurs   13 sont transportées de bas en haut jusque dans la chambre d'expansion 15. Les particules se refroidissent et se solidifient dans la chambre 15 sous forme de perles de verre, et un pourcentage substantiel des plus grosses perles tombe par les zones latérales relativement tranquilles de la chambre dana la chambre de récupéra- tion 35. Ces perles roulent sur les faces planes 42 et 43 de la chambre 35 jusque dans les sections d'évacuation 44 et 45, d'où elles passent par les conduites d'évacuation 46 et 47 et sont recueillies pour calibrage et emballage. 



   Les perles solidifiées plus petites poursuivent leur mouvement ascendant avec les gaz de combustion dans la chambre d'expansion   @ 15   et passent par l'orifice rectangulaire 62 et par la conduite 
63. Les perles sont séparées des gaz qui les entraînent dans le dispositif séparateur 64 et sont déversées par une conduite d'éva- cuation 70 dans des bacs appropriés (non représentés). 



   La vitesse et la température des gaz de combustion circulant dans le four peuvent être contrôlées en réglant le tirage à l'intérieur de la chambre d'expansion 15 et du tube d'aspiration 
11. Ce réglage   peut   se faire par variation de la vitesse du venti- lateur d'aspiration 65, par changement de la position des régula- teurs de tirage 67 et 68 ou par contrôle de la grandeur de l'orifi- ce 69. En général, la formation de perles relativement grosses nécessite un tirage sensiblement plus fort dans le tube d'aspiration 
11 que la fabrication de perles relativement petites. Le tirage est réglé en fonction de la dimension de perles désirée ainsi que pour fournir la température de préchauffage requise à l'intérieur de la chambre d'expansion 15, de la manière décrite plus haut. 



   Selon que la température dans la chambre 15 augmente ou diminue suivant les variations du tirage désiré, les conduites   d' alimenta-   tion 30 se dilatent ou se contractent en conséquence. Cette dila- tation et cette contraction sont absorbées par les extrémités in-   férieures   libres des conduites 30 ce dont il résulte que l'intégrité 

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 structurelle de l'appareil se txouve maintenue à tout instant. 



   En raison du préchauffage des particules de verre amenées dans les conduites 30, la température des particules n'a besoin   d'être   élevée à l'intérieur du tube d'aspiration 11 que de la valeur com- prise entre la température de préchauffage et la température suffi- sante pour ramollir les particules et permettre à la tension super- ficielle de former les perles de verre. La source de chaleur ser- vant au préchauffage des particules comprend la chaleur régnant sur le pourtour de la chambre 15 qui se dissiperait autrement à travers les parois de la chambre et le long des conduites 63 et de la cheminée 66.

   Par suite de la position des conduites de pré- chauffage à l'intérieur de la chambre, la chaleur déjà disponible entrantes sert à porter les particules / à leur température de préchauf- fage et augmente ainsi le rendement thermique global du système. 



   Bien que l'invention ait été décrite et illustrée comme étant d'utilité particulière pour la fabrication des perles de verre, divers autres matériaux en particules peuvent être traités par celle-ci. A titre d'exemple, des particulee de forme irrégulière de matières vitreuses autres ou de résines thermoplastiques peuvent être mises en forma sphérique par l'emploi de l'appareil et de la méthode révélés ici.



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  Glass beads production

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This invention relates to an apparatus and method for producing glass bead * from crushed glass particles.



   Glass beads and other spherical particles made in accordance with the invention have numerous industrial and commercial applications. In many cases the beads are used to provide a reflective surface, such as for marking out lanes on roads, road signs, movie screens, etc. Other uses of the beads include those applications where their reflective properties will be of little use, such as where the beads serve as a filler for plastics or in various electrical uses.



  The diameter of the beads can vary widely and ranges, for example, from about 3.165 mm up to about 25 microns.



   For the manufacture of glass beads, it has been common practice hitherto to introduce glass particles of irregular shape into a suction tube arranged vertically open at its upper end and provided with a gas flame well distributed throughout. near its lower end. The particles are transported from the bottom up by the combustion gases in an expansion chamber, or chimney, mounted above the suction tube. During their upward movement, the particles soften and take a substantially spherical shape under the effect of surface tension, to form glass beads. For a more detailed discussion of representative systems for making such beads, reference may be made, for example, to US Patents 2,619,776 and 2,945,326.



   Previous methods and apparatus, used for the manufacture of spherical particles such as glass beads, had certain drawbacks. For example, the overall thermal efficiency of these prior systems was relatively low, resulting in excessive bead manufacturing costs in many cases. In addition, in many systems of the type used heretofore, difficulties were encountered as a result of the expansion and contraction of the conduits for supplying crushed glass particles introduced into the suction tube of the furnace. The systems used hitherto also had other drawbacks which hampered the manufacture.

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 efficient and economical beads on the basis of large volumes.



   According to the invention there is provided an apparatus comprising, in combination, a suction tube arranged vertically, a chamber means communicating with said suction tube and extending above it, a heat source arranged so as to direct heat to the interior of said suction tube and said chamber means, a supply source of irregularly shaped particles, conduit means connected to said supply source for introduction of said particles into said tube suction above the heat source, said conduit means passing through at least part of said chamber means for pre-heating said particles before their introduction into said suction tube,

   the particles being entrained in said suction tube up to said chamber means by the heat which prevails in said tube and taking a spherical shape under the effect of surface tension, and means connected to said chamber means for collecting the spheres thus produced .



   There is also provided a method similar in some respects to that disclosed in US Pat. No. 2,945,326 referred to above.



   The crushed glass particles are led through several supply lines to a suction tube arranged vertically.



  Above the suction tube is mounted an elongated expansion chamber in the form of a vertical chimney. A heat source is positioned to direct heat into the interior of the suction tube, and the particles are propelled upwards by the combustion gases through the tube and into the chamber. During their upward movement, the particles soften and take the form of glass beads under the effect of surface tension. The beads thus formed fall by gravity to the bottom of the chamber where they are collected for sizing and packaging.



   The particles in the supply lines are preheated before they are introduced into the suction tube.



  With this arrangement, the overall thermal efficiency of the system is significantly improved.



   The particles are preheated by directing their supply lines through the hot expansion chamber and then into the suction tube. The heat already available in the chamber is thus used to efficiently preheat the

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 particles, which results in the preheating being carried out in an extremely simple and economical manner.



   The supply lines are mounted rigidly close to the upper part of the expansion chamber but are installed with their lower ends freely suspended and in spaced relation with a cup-shaped member leading to the suction tube. . The installation is such that the lower ends of the pipes can move freely relative to the cup members in response to variations in their length caused by changes in temperature within the chamber.



   The present invention will be understood more clearly from the following description of a preferred embodiment, considered with the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a schematic view, partially broken away and in section, of an apparatus for the production of glass beads according to the invention;
Figure 2 is an enlarged top view of the apparatus shown in Figure 1, parts of which are deleted for the sake of clarity;
Figure 3 is a fragmentary and enlarged sectional view taken along line 3-3 of Figure 1;
Figure 4 is an enlarged side elevational view of a portion of the apparatus of Figure 1;
Figure 5 is a front elevational view. with certain parts shown in section, of the part of the apparatus shown in Figure 4;

   and
Figure 6 is a fragmentary and enlarged detailed view, and partially in section, of some of the components shown in Figure 4.



   Referring to Figure 1 of the drawings, this shows an oven for the manufacture of glass beads comprising a controlled draft. The furnace rests on a suitable support 10 and comprises a generally cylindrical vertical suction tube 11 open at its upper end 12. A series of gas burners 13 protrude into the tube 11 near its lower end and are equally distributed over it. the perimeter of the tube - in order to provide a well-distributed flame in it.



   Above the open upper end 12 of the suction tube 11 is placed an expansion chamber or chain 15

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 arranged vertically. The chamber 15 is of substantially closed and cylindrical shape and is provided at its upper end with a cover 16. A series of pipes 17 are mounted on the cover 16, and these pipes extend obliquely upwards in the direction of the axis of the chamber 15. The upper ends of the pipes 17 communicate with appropriate openings in the bottom of a cylindrical supply casing 18. The upper lace of the casing 18 supports a casing 20 comprising a pipe 21 located axially and penetrating at inside the housing.

   A helical screw conveyor represented schematically by the numeral 22 is positioned above the casing 20. The conveyor 22 is fed with crushed glass particles by an elevator 23 and serves to continuously advance the particles. through pipe 21 and into casing 18. Reference is made to associated patent application No. 1493 for a more detailed description of the structure and mode of operation of casing 18, housing 20, pipe 21 and associated elements.



   As best shown in Figure 2, the cover 16 is provided with eight evenly spaced mounting elements 26 which are oriented radially between the center of the cover and its periphery. The mounting elements 26 serve to rigidly attach the upper ends of eight supply pipes 30 (Figure 1) to the cover 16. The pipes 30 protrude through suitable openings from the cover 16 and are connected to the corresponding obliquely arranged pipes 17. , by elbows 31.



  The installation is such that a continuous open path is provided for the crushed glass particles from the conveyor 22, through the pipe 21 to the cylindrical casing 18, then through the pipes 17 and the elbows 31 to the pipes d. 'power supply 30.



   The supply lines 30 are located in the expansion chamber 15 and extend up and down a substantial distance from the cover 16 to the lower part of the suction tube 11. A screen 33 (Figure 3) is placed across the open bottom of the chamber 15, and this grid serves to maintain the conduits 30 in spaced relation to each other as well as to the internal wall of the chamber. A recovery chamber 35 surrounds the upper part of the tube 11 and is secured to the bottom of the chancre 15. The conduits 30 protrude from the chamber 35 and are arranged outside the tube 11.



   As best shown in Figure 6, the lower end

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 of each of the supply lines 30 is spaced a short distance above the bottom of a cup-shaped member 37. Each of the elements 37 communicates with a pipe 38 obliquely disposed in a supporting relationship therewith. The pipes 38 are held in an adjustable position with respect to the suction tube 11, by turnbuckles 39 for example, and the free ends of the pipes enter through the corresponding orifices 40 in the tube at a short distance above the burners 13 (Figure 1).



   The recovery chamber 35 is generally cylindrical in shape but is provided with two planar surfaces 42 and 43 which intersect at the bottom of the chamber. The lower portion of chamber 35 is formed to provide discharge sections 44 and 45 (Figure 5). Sections 44 and 45 look like inverted pyramids and are respectively provided with discharge conduits 46 and 47 leading to suitable collecting trays (not shown). With this installation, the discharge pipes are kept in open communication with the lowest part of the expansion chamber 15 to facilitate the extraction of the beads from this chamber.



   The outer surface of the suction tube 11 is preferably cooled, and for this purpose there is provided a cooling duct 50 (Figure 1) which is supplied by a stream of air at substantially room temperature. The sheath 50 is connected to a cylindrical suction chamber 52 via an enlarged portion 51. The chamber 52 surrounds the suction tube 11 in spaced relation therewith, and the upper part of the tube. chamber is arranged in the recovery chamber 35. A series of elongated orifices 54 are provided in the chamber 52 to receive the feed pipes disposed obliquely 38. The chamber 52 opens into a vertical chimney 55.



   The draft in tube 11 and in expansion chamber 15 is carefully controlled to control the speed and temperature of the combustion gases therein. As more fully described in U.S. Patent No. 2,945,326, a draft regulator 60 is positioned at the lower end of tube 11 and is suitably mounted on bracket 10. The cover. Key 16 at the upper end of chamber 15 has a generally rectangular orifice 62 (Figure 2) leading to a duct 63. This duct runs from top to bottom through a separator 64 to a fan. suction 65 which delivers

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 from bottom to top by a fireplace 66 open to the atmosphere.

   Draft regulators 67 and 68 are disposed in line 63 on either side of separator 64, and the conduit includes an adjustable orifice 69 to provide additional draft control.



  The fan 65 draws air into the suction tube 11 and into the expansion chamber 15 through the intermediary of the draft regulator 60. The combustion gases are discharged through the orifice 62, the line 63, the separator 64 and the chimney 66.



   In operation, the crushed glass particles of irregular shape are fed continuously to the screw conveyor 22 by the elevator 23 and are transported by the conveyor to the pipe 21. The particles fed then continue to the housing 18. @ in the eight pipes arranged obliquely 17 and descend through the supply pipes 30.

   As the particles pass through the conduits 30, they are preheated by the column of combustion gas rising in the expansion chamber 15, to a predetermined elevated temperature preferably between about 260 C and about 425 C. The the radial distance separating the pipes 30 from the axis of the chamber 15 and the suction tube 11 determines the temperature range over which the particles can be preheated, The greater radial distances giving the lowest preheating temperatures, and vice versa versa.

   The preheating temperature can be regulated within the desired limits by varying the draft produced by the fan 65, by adjusting the regulators 67 and 68 as well as the size of the orifice 69, etc., thus modifying the draft in chamber 15. The temperature should be on the upper side of the preheat range for relatively coarse particles, while lower temperatures can be used for finer particles.



   The preheated glass particles are fed by gravity from the supply lines 30 to the cup-shaped elements 37 and then through the obliquely arranged pipes 38 to the suction tube 11. The particles are discharged into the tube 11 at a short distance to the suction tube. above the burners 13 and are distributed uniformly in the tube due to the equidistant peripheral spacing of the pipes 38. When they enter the tube 11, the particles are entrained by the upward current of hot gases in this tube and are heated to a temperature sufficient to cause their softening and their spherical shaping, under the effect of

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 surface tension, to give glass beads.

   Although the particular temperature to which the particles are heated can vary widely, depending on factors such as the type of glass used, the size of the particles, etc. the temperature of the soda lime glass particles near the upper part of the tube 11 is, by way of example, of the order of 1100 C.



   The particles entrained in the combustion gases from the burners 13 are transported from the bottom upwards into the expansion chamber 15. The particles cool and solidify in the chamber 15 in the form of glass beads, and a substantial percentage of the above. large beads fall through the relatively quiet side areas of the chamber into the collection chamber 35. These beads roll over the flat faces 42 and 43 of the chamber 35 into the discharge sections 44 and 45, from where they occur. pass through exhaust lines 46 and 47 and are collected for sizing and packaging.



   The smaller solidified beads continue their upward movement with the combustion gases in the expansion chamber @ 15 and pass through the rectangular orifice 62 and through the pipe.
63. The beads are separated from the gases which entrain them in the separator 64 and are discharged through a discharge line 70 into suitable tanks (not shown).



   The speed and temperature of the flue gases circulating in the furnace can be controlled by adjusting the draft inside the expansion chamber 15 and the suction tube.
11. This adjustment can be made by varying the speed of the suction fan 65, by changing the position of the draft regulators 67 and 68 or by controlling the size of the orifice 69. In general, the formation of relatively large beads requires a noticeably stronger draft in the suction tube
11 than making relatively small beads. The draft is adjusted according to the desired bead size as well as to provide the required preheating temperature within the expansion chamber 15, as described above.



   Depending on whether the temperature in chamber 15 increases or decreases with changes in the desired draft, supply lines 30 expand or contract accordingly. This expansion and contraction is absorbed by the free lower ends of the conduits 30 whereby the integrity

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 structural structure of the device is maintained at all times.



   Due to the preheating of the glass particles supplied to the conduits 30, the temperature of the particles only needs to be raised inside the suction tube 11 by the value between the preheating temperature and the temperature. temperature sufficient to soften the particles and allow the surface tension to form the glass beads. The heat source for preheating the particles comprises the heat prevailing around the perimeter of chamber 15 which would otherwise dissipate through the walls of the chamber and along pipes 63 and chimney 66.

   Due to the position of the preheating lines within the chamber, the already available incoming heat serves to bring the particles / to their preheating temperature and thus increases the overall thermal efficiency of the system.



   Although the invention has been described and illustrated as being of particular utility in the manufacture of glass beads, various other particulate materials can be processed thereby. For example, irregularly shaped particles of other glassy materials or thermoplastic resins can be spherically shaped by employing the apparatus and method disclosed herein.

Claims

CLAIMS 1. An apparatus for producing beads comprising, in combination, a vertically disposed suction tube, chamber means communicating with and extending above said suction tube, a source of suction tube. heat disposed to direct heat into the interior of said suction tube and said chamber means, a supply source of irregularly shaped particles, conductive means connected to said supply source for introduction of said particles in said suction tube above the heat source, said conduit means passing through at least a portion of said chamber means for preheating said particles prior to their introduction into said suction tube, the particles? being directed from bottom to top, in said suction tube,

into said chamber means by the heat which prevails in said tube and taking a spherical shape under the effect of surface tension, and means connected to said chamber means for collecting the spheres thus produced.

2. An apparatus for the production of beads, comprising a suction tube disposed vertically, chamber means communicating with and extending above said suction tube, a heat source disposed so as to direct. heat to the interior of said suction tube and said chamber means, a supply source of irregularly shaped particles, conduit means connecting said supply source to said suction tube for introduction of said particles into said tube immediately above the heat source, said conduit means passing through said chamber means for preheating said particles to an elevated temperature before their introduction into said suction tube, means for adjusting the temperature at which said particles are preheated,

the particles being directed from bottom to top, in said suction tube, into said chamber means by the heat which prevails in said tube and taking a spherical shape under the effect of the surface tension, and a means connected to said said tube. means chamber for collecting the spheres thus produced.

3. An apparatus for the production of beads comprising, a suction tube disposed vertically, means comprising an expansion chamber communicating with said suction tube and extending above it, a source of heat. arranged to direct heat to the interior of said suction tube and <Desc / Clms Page number 11> said expansion chamber, a supply source of irregularly shaped particles, conduit means connecting said supply source to said suction tube for introducing said particles into said tube above the heat source, said conduit means passing through said expansion chamber for preheating said particles before their introduction into said suction tube, the particles being directed from bottom to top, in said suction tube,

up to said expansion chamber by the heat prevailing in said tube and taking a spherical shape under the effect of surface tension, and a collecting means connected to said expansion chamber for collecting the spheres thus produced, said collecting means comprising several discharge conduits communicating with the lowest part of said expansion chamber.

4. An apparatus for producing glass beads, comprising a vertically disposed suction tube, chamber means communicating with and extending above said suction tube, a heat source disposed. so as to direct heat to the interior of said suction tube and said chamber means, a supply source of glass particles, conduit means connecting said power source to said suction tube for introduction of said particles in said tube immediately above the heat source, means for preheating said particles to a predetermined high temperature before their introduction into said suction tube, the preheated particles being directed from the bottom up.

in said suction tube, up to said chamber means by the heat which prevails in said tube and taking the form of glass beads under the effect of surface tension, and means connected to said chamber means for collecting said beads.

5. An apparatus according to claim 4, wherein the preheating means maintains the temperature of said particles between about 260 C and about 425 C.

6. An apparatus for the production of glass beads comprising a vertically disposed suction tube, means including a vertical expansion chamber communicating with and extending above said suction tube, a source. of heat disposed so as to direct heat to the interior of said suction tube of said expansion chamber, a source of supply of glass particles, duct means connecting <Desc / Clms Page number 12> said supply source to said suction tube for the introduction of said particles into said tube immediately above the heat source, said means leading through said expansion chamber to preheat said particles before their introduction into said tube suction, the particles being directed from bottom to top,

in said suction tube, into said expansion chamber by the heat prevailing in said tube, and taking the form of glass beads under the effect of surface tension, and a means connected to said chamber of ex - expansion to collect said pearls.

7. An apparatus according to claim 6, wherein said conduit means comprises a plurality of supply conduits extending vertically and rigidly held in position near their upper ends and a plurality of feed conduits extending obliquely and communicating with each other. said suction tube, the lower end of each of said vertically extending supply pipes being spaced in sufficient proximity to a corresponding one of said obliquely extending supply pipes to supply the latter with glass particles.

8. An apparatus for the production of glass beads comprising a vertically disposed suction tube, substantially closed chamber means communicating with said suction tube / extending above it, a heat source. arranged to direct heat to the interior of said suction tube and said chamber means, a source of supply of glass particles, conduit means connecting said source of supply to said suction tube for introduction of said particles in said tube immediately above the heat source, said conduit means passing through said chamber means for preheating said particles to an elevated temperature before their introduction into said suction tube,

means comprising a suction fan for controlling the draft within said suction tube and said chamber means thereby to control the temperature to which said particles are preheated. the particles being directed upwards in said suction tube into said chamber means, by the heat which prevails in said tube, and taking the form of glass beads under the effect of surface tension, and a connected means said chamber means for collecting said beads.

9. An apparatus according to claim 8, wherein said means <Desc / Clms Page number 13> chamber comprises a vertically extending expansion chamber of cylindrical configuration, said conduit means comprising a plurality of supply lines positioned vertically in said expansion chamber, said supply lines being radially spaced apart a uniform distance from the chamber. axis of said chamber.

10. An apparatus for the production of glass spheres, comprising a vertically disposed suction tube, means comprising a substantially closed expansion chamber communicating with said suction tube and extending above it. of heat disposed so as to direct heat towards the interior of said suction tube and said expansion chamber, suction fan means for controlling the draft in said suction tube and in said suction chamber. expansion, a source of supply of greenhouse particles mounted above said expansion chamber, conduit means connecting said source of supply to said suction tube for introduction of said particles into said expansion chamber. tube immediately above the source of cha-.

them, said conduit means passing through said expansion chamber for preheating said particles to an elevated temperature prior to their introduction into said suction tube, said conduit means comprising a plurality of vertically extending conduits attached near their upper ends to the third. expansion chamber and a corresponding number of cup-shaped elements in respective spaced relation to the lower ends of said conduits, said cup-shaped elements communicating with said suction tube and being positioned in such a manner. collecting the preheated glass particles from the corresponding pipes,

the preheated particles being conducted to said suction tube and directed from bottom to top into said expansion chamber by the heat prevailing in said tube so that the particles take the form of glass spheres under the effect of the tension superficial-, and a collecting means connected to said expansion chamber for collecting the spheres thus produced, said collecting means comprising a plurality of discharge conduits communicating with the lower part of said expansion chamber.

11. A method of making beads from irregularly shaped particles, comprising the steps of producing an ascending colonist enclosed by combustion gas from a heat source, introducing irregularly shaped particles, into it. <Desc / Clms Page number 14> said combustion gas in the immediate vicinity of said source, said particles being fed from bottom to top by said combustion gases and taking a spherical shape under the effect of surface tension, by preheating said particles to a high temperature before the moment when they begin their upward movement by directing them in a downward direction over an appreciable part of said column of combustion gases, and recovering the spheres thus produced.

12. A method of making glass beads from irregularly shaped glass particles, comprising the steps of producing an enclosed riser column of combustion gas from a heat source, introducing particles glass of irregular shape in said combustion gases in the immediate vicinity of said source, said particles being entrained from bottom to top by said combustion gases and taking the form of glass beads under the effect of surface tension, preferably heating said particles, before the moment when they begin their upward movement, to a high temperature of between approximately 260 ° C. and approximately 425 ° C., and recovering said beads at the end of said upward movement.

13. A method of making beads from irregularly shaped particles, comprising the steps of producing an enclosed riser of combustion gas from a heat source, introducing irregularly shaped particles into said gases. combustion in the immediate vicinity of said source, said particles being entrained from bottom to top by the draft produced by said combustion gases and taking a spherical shape under the effect of surface tension, preheating said particles to a high temperature before the moment when they begin their upward movement, directing them in a downward direction over an appreciable part of said column of combustion gases,

adjusting said draft to vary the temperature of said combustion gases in order to thus adjust the preheating temperature of said particles, and of recovery of the spheres thus produced.

14. A method of making glass beads from irregularly shaped glass particles, comprising the steps of producing an enclosed riser of combustion gas from a heat source, entraining the glass particles irregularly shaped through a substantial part of said <Desc / Clms Page number 15> column of combustion gases, then outside said column, then again in said combustion gases in the immediate vicinity of said source, said particles being preheated to a high temperature during their initial movement in said column and then entrained from bottom up by said combustion gases to take the form of glass beads under the effect of surface tension,

and recovering the beads thus produced.

15. A method of making glass beads from irregularly shaped glass particles, comprising the steps of producing an enclosed riser of combustion gas from a heat source, entraining the glass particles irregularly shaped from top to bottom along several supply paths through a substantial portion of said flue gas column, then out of said column, then back into said flue gases in close proximity to said source, said particles being preheated to a high temperature during their downward movement along said supply paths and then entrained from bottom to top by said combustion gases and taking the form of glass beads under the effect of surface tension,

and recovering said beads at the end of said upward movement.

16. A method of making glass beads from irregularly shaped glass particles comprising the steps of producing an enclosed riser of combustion gas from a heat source, entraining the particles. of glass of irregular shape from top to bottom along several supply paths through a substantial portion of said flue gas column, then out of said column, then back into said flue gases in close proximity from said source, said particles being preheated to a high temperature during their downward movement along said feed paths,

and then driven from bottom to top by the draft produced by said combustion gases and taking the form of glass beads under the effect of surface tension, adjusting said draft to vary the temperature of said combustion gases to thereby adjust the temperature for preheating said particles, and for recovering said beads at the end of said upward movement. <Desc / Clms Page number 16> 17. A method of claim 16, wherein said elevated temperature is maintained between about 260 ° C and about 425 ° C.