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Appareil pour la fabrication de fibres de verre ou d'autres matières analogues. Il est déjà connu de se servir de la force centrifuge pour projeter et étirer sous forme de fibres du verre fondu ou d'autres matières analogues soit au moyen d'un plateau ou disque plat en rotation sur lequel tombe le verre à projeter, soit au moyen d'un tambour cylindrique rotatif contenant le verre fondu et le projetant à l'extérieur par de petits orifices ou fentes. De tels appareils présentent notamment l'inconvénient de la mauvaise résistance de leur matière réfractaire constitutive aux efforts dus à la force centrifuge aux hautes températures nécessaires.
La présente invention a pour objet un î appa -reil pour la fabrication de fibres de verre ou d'autres matières analogues, comportant un récipient rotatif duquel ladite matière à l'état fondu est projetée et étirée sous l'action de la, force centrifuge.
Cet appareil. est caractérisé en ce que ledit récipient rotatif a la forme d'un corps de révolution sensiblement ovale en section axiale, allant en se renflant de son fond jusqu'à sa mi-hauteur environ, monté de manière que son axe de révolution et son axe de rotation se confondent et soient verticaux, et présentant dans sa paroi des orifices de projection pour la matière fondue, à proximité de sa partie de plus grand diamètre.
Lorsque du verre fondu est introduit dans cet appareil, il monte sous l'effet de la force centrifuge le long de la, partie inférieure de la paroi du récipient, jusqu'à l'endroit des orifices de projection d'où il est projeté et étiré sous l'action de 'la force centrifuge.
Le récipient a, de préférence, la forme d'un neuf, d'une poire ou d'un objet semblable plus haut que large, sensiblement ovale.
On prévoit avantageusement plusieurs rangées d'orifices de projection ménagés à des niveaux différents et disposés, de préférence, en quinconce. Ces orifices se présentent; par exemple, à la manière de fenêtres sensiblement
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plus larges que les filets de matière liquide qui s'échappent par elles lors de leur projection. L*appareil est muni, de préférence, de moyens de chauffage pour porter le verre fondu, se trouvant dans le -récipient, à la plus haute température au voisinage des orifices de projection.
Pour fabriquer des, fibres de verre avec cet appareil, on peut, par exemple, procéder comme suit: On charge du verre fondu dans le récipient, mais seulement en quantité relativement faible; on fait s'élever ce verre en couche mince sous l'effet de la. rotation si grande vitesse durée ipient, le loir- de la paroi intérieure bombée de celui-ci, au contact de laquelle la couche de verre devient de plus en plus mince;
on soumet cette couche mince à un chauffage intense particulièrement au voisinage. de. orifices prévus pour son échappement et on assure let projection du verre à l'état de rubans minces. au travers de ces orifice, en vue, de l'étirer en fibres, en faisant concourir de préférence, à cette, opération, un agent gazeux sous pression par exemple provenant d'une flamme d'un brûleur - que l'on introduit dans le récipient pour aider il la projection du verre par l'action du courant gazeux. On, obtient ainsi, à partir des rubans minces qui se trouvent projetés par les orifices latéraux, des fibres très fines, dont le diamètre particulièrement réduit les destine spécialement aux usages textiles. Le dessin annexé représente, < i titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
Dans ce dessin La fi-. 1 est nue vue en coupe verticale de l'appareil. La fi-. 2 est une vue en prise dans le sens de la flèche A de fi-. 1 d'une partie de la surface latérale développée du récipient. Tel qu'il e,4 représenté, l'appareil de projection et d'étirage par force centrifuge comporte essentiellement un récipient rotatif 1 en matière réfractaire. Ce récipient se diffé-
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rende de ceux à surfaces planes ou droites proposés antérieurement pour un usage analogue tels que disques, plateaux, tambours cylindriques, etc., par sa forme caractéristique d'ceuf ou objet semblable à section verticale sensiblement ovale.
Ce récipient en forme d'oeuf comporte à son sommet une ouverture 2, et à sa partie inférieure il est monté à rotation sur un pivot 3, de façon à pouvoir tourner à une très grande vitesse autour de son axe vertical confondu avec son axe de révolution. A sa- partie supérieure, 1e récipient comporte un prolongement de forme cylindrique 4, qui sert à assurer le maintien en position ou l'actionnement du récipient. Au niveau de sa surface latérale qui présente horizontalement le plus grand pourtour, ou au voisinage de 1a section horizontale do plus. grand diamètre, c'est-à-dire à mi-hauteur environ, le récipient. 1 est pourvu d'orifices de projection qui sont ménagés sur une même bande périphérique horizontale.
Dans la forme d'exécution représentée, ces orifices sont disposés en deux rangées à des niveaux différents, de préférence de telle sorte que les orifices, 5 de l'une des rangées se trouvent disposés en quinconce par rapport aux orifices 6 de la rangée voisine (voir fig. 2). Grâce à cette disposition, la matière fondue, en montant sous; l'effet. de la force centrifuge le long de la face intérieure de la paroi du récipient, rencontre toujours un orifice de sortie lui lxxrmettant d'être projetée librement sans qu'il y ait risque de blocage de la circulation de la. matière. Au-dessus de l'ouverture 2 du récipient se trouve un réservoir 7 contenant le verre ou autre matière servant à alimenter ce récipient; le verre est fondu au préalable dan.. cc, réservoir 7 et amené par un conduit 8 et par l'ouverture 2 dans le récipient, 1.
ITri brîileur 9 est disposé verticalement dans l'axe de l'ouverture 2; il a pour effet d'intensifier le chauffage du verre déjà fondu, de telle sorte que ce dernier atteigne sa plus haute température au voisinage des orifices de projection 5 et 6. Ce snrrchauffage
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peut être réalisé par tous moyens appropriés, par exemple aussi par chauffage électrique ou par induction. En même temps, on peut introduire, par l'ouverture 2, un gaz sous pression grâce auquel l'intérieur du récipient 1 se trouve soumis à une surpression. On peut aussi y arriver avantageusement en se servant du brûleur 9 pour introduire une flamme sous forte pression à l'intérieur du récipient en y faisant régner une surpression; cdlle-ci a pour effet de faciliter la projection et l'étirage soue forme de fibres du verre fondu.
Les orifices de projection 5 et 6 sont, de préférence, sensiblement plus grands due le diamètre des fibres de verre que l'on désire obtenir. On. a, trouvé qu'il est particulièrement avantageux de leur donner une forme de fenêtres de dimension assez grande pour que le verre fondu puisse sortir au dehors du récipient en passant par-dessus le bord inférieur de ces orifices et que ceux-ci ne se trouvent pas remplis en quelque sorte par les filets liquides; on assure ainsi l'effica.cité de l'opération de projection et d'étirage en fibres du verre fluide.
Le mode d'utilisation .de l'appareil qui vient. d'être décrit est le suivant: On imprime au récipient 1, au moyen d'un mécanisme non représenté, une vitesse de rotation élevée, puis. on allume le brûleur 9, afin de réchauffer l'intérieur du récipient et ensuite on amène le verre liquide, à partir du réservoir 7, par le conduit 8, à s'écouler en quantité appropriée à l'intérieur de ce récipient 1. Le verre tombe sur le fond 10 de celui-ci; sous l'effet de la force centrifuge, il se trouve repoussé radialement vers l'extérieur et monte en couche mince le long de la paroi intérieure du récipient jusqu'au niveau dû plus grand pourtour horizontal au voisinage des .orifices de projection 5 et 6.
Grâce au dispositif de chauffage 9, la couche mince du verre liquide qui s'élève ainsi se trouve portée rapidement à la plus haute température, de sorte que le verre sort par les orificea 5 et 6 avec la fluidité maxima et il se trouve alors projeté et étiré
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sous l'effet de la force centrifuge en forme de fibres très fines. Cette -opération de projection et d'étirage sous forme de fibres se trouve facilitée par l'action de gaz surchauffés que l'on introduit sous pression à.l'intérieur du réeipient 1, de préférence au moyen d'une flamme, sous pression, qui intervient non seulement pour assurer le chauffage, mais aussi pour aider à la projection et à l'étirage du verre sous forme de fibres.
Il s'est avéré que le récipient centrifuge, grâce à sa conformation caractéristique à section sensiblement ovale, en particulier en forme d'oeuf ou semblable, est capable de résister très bien aux efforts considérables, même à la plus grande vitesse die rotation, qu'implique la production de fibres de verre très fines dont -on a besoin dans l'industrie textile. Ce récipient centrifuge a également l'avantage -de présenter un très bon rendement et une grande .sécurité d4e fonctionnement, en même temps que d'être très pratique et économique.
En outre, il se prête beaucoup mieux, et à moins de frais, que les disques centrifuges ou les, tambours cylindriques mis en oeuvre jusqu'ici, au .surchauffage du verre fondu jusqu'aux très hautes températures, ainsi qu'à la possibilité d'aider à sa projection et à son étirage sous forme de fibres par l'intervention de gaz sous pression que facilite la forme vole du récipient.
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Apparatus for the manufacture of glass fibers or other similar materials. It is already known to use centrifugal force to project and stretch molten glass or other similar materials in the form of fibers either by means of a rotating plate or flat disc on which the glass to be projected falls, or by means of a rotating cylindrical drum containing the molten glass and projecting it outside through small holes or slits. Such devices have the particular drawback of the poor resistance of their constituent refractory material to the forces due to centrifugal force at the high temperatures required.
The present invention relates to an apparatus for the manufacture of glass fibers or other similar materials, comprising a rotary vessel from which said material in the molten state is projected and stretched under the action of centrifugal force. .
This device. is characterized in that said rotary container has the shape of a substantially oval body of revolution in axial section, going by bulging from its bottom to its approximately mid-height, mounted so that its axis of revolution and its axis of rotation merge and are vertical, and having in its wall projection orifices for the molten material, near its part of largest diameter.
When molten glass is introduced into this apparatus, it rises under the effect of centrifugal force along the lower part of the wall of the vessel, up to the location of the projection orifices from which it is projected and stretched under the action of centrifugal force.
The container is preferably in the shape of a new one, a pear or the like taller than it is wide, substantially oval.
Advantageously, several rows of projection orifices formed at different levels and arranged, preferably, staggered. These orifices present themselves; for example, in the manner of windows substantially
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wider than the streams of liquid material which escape through them during their projection. The apparatus is preferably provided with heating means for bringing the molten glass in the container to the highest temperature in the vicinity of the projection orifices.
To manufacture glass fibers with this apparatus, one can, for example, proceed as follows: Load molten glass into the container, but only in relatively small quantity; this glass is made to rise in a thin layer under the effect of. rotation if high speed duration of the vessel, the dormouse of the domed inner wall thereof, in contact with which the glass layer becomes increasingly thin;
this thin layer is subjected to intense heating particularly in the vicinity. of. orifices provided for its exhaust and the projection of the glass in the form of thin ribbons is ensured. through these orifices, with a view to stretching it into fibers, by preferably making a gaseous agent under pressure for example coming from a flame of a burner - which is introduced into this operation, contribute to the container to help it the projection of the glass by the action of the gas current. We thus obtain, from the thin ribbons which are projected by the side openings, very fine fibers, the particularly small diameter of which is intended especially for textile uses. The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention.
In this drawing The fi-. 1 is a bare vertical sectional view of the apparatus. The fi-. 2 is a view taken in the direction of arrow A of fi-. 1 of a part of the developed side surface of the container. As it e, 4 shown, the apparatus for spraying and stretching by centrifugal force essentially comprises a rotating container 1 made of refractory material. This receptacle differs
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makes those with flat or straight surfaces previously proposed for similar use such as discs, platters, cylindrical drums, etc., by its characteristic shape of an egg or similar object with a substantially oval vertical section.
This egg-shaped container has an opening 2 at its top, and at its lower part it is rotatably mounted on a pivot 3, so as to be able to rotate at a very high speed around its vertical axis coincident with its axis of revolution. At its upper part, the container has a cylindrical-shaped extension 4, which serves to ensure the holding in position or the actuation of the container. At the level of its side surface which presents the greatest circumference horizontally, or in the vicinity of the horizontal section of more. large diameter, that is to say about halfway up, the container. 1 is provided with projection orifices which are formed on the same horizontal peripheral strip.
In the embodiment shown, these orifices are arranged in two rows at different levels, preferably such that the orifices 5 of one of the rows are arranged staggered with respect to the orifices 6 of the neighboring row. (see fig. 2). Thanks to this arrangement, the molten material, rising under; the effect. centrifugal force along the inner face of the wall of the container, always meets an outlet lxxrmettant it to be projected freely without there being any risk of blocking the flow of the. matter. Above the opening 2 of the container is a reservoir 7 containing the glass or other material used to supply this container; the glass is melted beforehand in .. cc, reservoir 7 and brought through a conduit 8 and through the opening 2 into the receptacle, 1.
The tribreaker 9 is arranged vertically in the axis of the opening 2; it has the effect of intensifying the heating of the already melted glass, so that the latter reaches its highest temperature in the vicinity of the projection orifices 5 and 6. This reheating
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can be produced by any suitable means, for example also by electric heating or by induction. At the same time, it is possible to introduce, through the opening 2, a pressurized gas by which the interior of the container 1 is subjected to an overpressure. This can also be achieved advantageously by using the burner 9 to introduce a flame under high pressure inside the container by causing an overpressure to prevail; This has the effect of facilitating the projection and drawing in the form of fibers of the molten glass.
The projection orifices 5 and 6 are preferably substantially larger due to the diameter of the glass fibers which it is desired to obtain. We. has found that it is particularly advantageous to give them a shape of windows of sufficient size so that the molten glass can exit outside the container passing over the lower edge of these orifices and that these are not found not filled in some way by the liquid fillets; this ensures the efficiency of the operation of projection and stretching of the fluid glass fibers.
The mode of use. Of the coming device. to be described is the following: Is imprinted on the container 1, by means of a mechanism not shown, a high rotational speed, then. the burner 9 is ignited in order to heat the interior of the receptacle and then the liquid glass is brought, from the reservoir 7, through the pipe 8, to flow in an appropriate quantity inside this receptacle 1. The glass falls on the bottom 10 thereof; under the effect of the centrifugal force, it is pushed radially outwards and rises in a thin layer along the inner wall of the container to the level of the greater horizontal circumference in the vicinity of the projection orifices 5 and 6 .
Thanks to the heating device 9, the thin layer of the liquid glass which thus rises is quickly brought to the highest temperature, so that the glass leaves through the openings 5 and 6 with the maximum fluidity and it is then projected and stretched
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under the effect of centrifugal force in the form of very fine fibers. This -operation of projection and stretching in the form of fibers is facilitated by the action of superheated gases which are introduced under pressure inside the réeipient 1, preferably by means of a flame, under pressure , which intervenes not only to ensure the heating, but also to help the projection and the drawing of the glass in the form of fibers.
It has been found that the centrifugal container, thanks to its characteristic conformation with a substantially oval section, in particular egg-shaped or the like, is able to withstand very well the considerable forces, even at the highest speed of rotation, which 'involves the production of very fine glass fibers which are needed in the textile industry. This centrifugal container also has the advantage of having a very good efficiency and a great operational safety, at the same time as being very practical and economical.
In addition, it lends itself much better, and at less cost, than the centrifugal discs or the cylindrical drums used heretofore, to the superheating of molten glass up to very high temperatures, as well as to the possibility to help its projection and its drawing in the form of fibers by the intervention of gas under pressure which facilitates the shape of the container.