PROCEDE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION DE FIBRES DE VERRE OU
AUTRES MATIERES ETIRABLES A CHAUD.
Il est connu de fabriquer des fibres de verre et
matières analogues étirables à chaud en dirigeant contre les
filets de matière fondue, s'écoulant d'un récipient, des courants
de gaz (par exemple de vapeur d'eau) qui se trouvent sous une pression relativement élevée et qui divisent la matière, par soufflage, en filets élémentaires à partir desquels il se forme
des fibres; ces fibres sont toutefois de longueur relativement faible.
Il est connu d,'autre part d'entraîner et d'envelopper de fins filets de la matière fondue au moyen de courants gazeux qui,
à peu de distance au-dessous de l'endroit de formation des filets, sont soufflés sur ceux-ci sensiblement dans la direction d'écoulement de ces filets, ce qui permet d'obtenir, par l'étirage ainsi réalisé de ces derniers, des fils ou fibres de grande lon-gueur. Cependant, dans les deux procédés en question, la consommation en gaz pour l'étirage est relativement élevée.
Conformément à la présente invention les filets de verre, ou autre matière, sont également étirés à l'aide de courants gazeux mais, au lieu de produire ces courants gazeux en soufflant un fluide sur les filets de matière, le procédé consiste à les produire par aspiration, en créant, a quelque distance, en particulier en dessous, de l'endroit de formation des fins filets de matière, une dépression, notamment d'intensité réglable, de manière telle qu'un fluide, par exemple l'air, environnant les filets de matière soit amené à s'écouler, sensiblement dans la même direction que ces filets, en déterminant leur étirage en fibres ou fils. On supprime ainsi tout soufflage de courants gazeux sous pression.
Pour la réalisation du procédé, on dispose par exemple, au-dessous des orifices de sortie , ménagés dans le récipient contenant la matière fondue, par lesquels s'écoulent les fins filets de matière, des buses ou hottes entourant ces filets,
ayant leurs extrémités supérieures situées à une certaine distance, toutefois relativement très réduite, de,ce récipient et sur les extrémités inférieures desquelles agit un dispositif servant à produire une dépression, par exemple un appareil de tirage aspirant, par lequel l'air est aspiré dans les extrémités supérieures des buses et est entraîné, sensiblement dans la même direction que les filets de matière, à travers ces buses.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple une forme de réalisation d'un appareil pour la production de fibres à partir de verre fondu par le procédé suivant l'invention;
La fig.l est une vue en élévation de côté de l'appareil, partie en coupe;
La fig.2 est une vue de détail en coupe par l'orifice d'écoulement d'un filet de matière et par l'extrémité supérieure d'une des buses ou hottes entourant ce filet de matière;
La fig.3 est une vue correspondant à la fig.2, avec la buse dans une position différente} et
�7 La fig.4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig.l.
Sur le dessin, 5 désigne un four de fusion du verre avec un avant-corps 6, dans le fond duquel se trouve ménagé, un certain nombre d'ouvertures 7 (fig.2) pour l'écoulement du verre. Chacune de ces ouvertures débouche dans une filière 8 en forme d'auge, en platine, alliage de platine ou métal approprié quelconque; cette filière est chauffée, de préférence électriquement. La filière 8 est, en vue de sa protection, entourée d'un bloc 9 en matière réfractaire. Entre celui-ci et le fond de l'avant-corps 6 vient s'insérer une bride 10 de la filière 8. Sur le bord extérieur de cette bride 10 est prévu un dispositif de refroidissement 11, qui produit la solidification du verre.fondu susceptible de parvenir jusqu'à cet endroit, et qui empêche ainsi toute infiltration de verre au dehors.
La filière 8, de section transversale en forme de V, comporte à sa partie inférieure un certain nombre d'étroits orifices 12, par lesquels peuvent s'écouler de minces filets de verre fondu 14. Au-dessus de ces orifices 12 se trouvent des buses ou hottes 15 à travers lesquelles s'écoulent les filets 14. Les extrémités inférieures de ces buses 15 débouchent dans une chambre 16, dont le fond est constitué par un tablier transporteur sans fin 17, qui reçoit les fibres tombant à travers la chambre 16. Les buses 15 sont reliées à la chambre 16 de façon à pouvoir être déplacées dans le sens vertical et sont assemblées à la paroi de la chambre
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tion réglable permet de faire varier la distance entre les extrémités supérieures des buses 15 et les filières 8.
Conformément à l'invention, on fait agir à la partie inférieure des buses ou hottes 15 une dépression, ce qui peut être avantageusement réalisé, par exemple, en rendant le transporteur sans fin 17 perméable à l'air et en disposant, en dessous de la partie supérieure du tablier transporteur 17,une boîte d'aspiration 20, à laquelle est raccordé par une conduite 21 un dispositif propre à produire une dépression, par exemple un ventilateur 22. A l'extrémité de sortie de la chambre 16 se trouve un volet
23, de position réglable, qui recouvre une certaine longueur de la nappe de fibres déposées sur le tablier transporteur 17, pour empêcher qu'il parvienne par ce côté de l'air extérieur dans la chambre 16.
Le volet 23 constitue ainsi un dispositif de fermeture étanche, qui permet la production d'une dépression dans la chambre
16, et par suite dans les buses 15, grâce à l'action du ventilateur 22.
Dans le four 5, ou aussi bien dans l'avant-corps 6, au-dessus des filières 8, se trouve une quantité constante de verre fondu. La température de ce verre dépend de sa composition ainsi que de la nature des fibres à fabriquer. Le verre est maintenu à la température désirée par la filière chauffée 8, de manière à pouvoir s'écouler en fins filets par les orifices 12. Les diamètres de ces orifices 12 sont très petits et dépendent d'ailleurs également de la nature et du degré de finesse des fibres à fabriquer. Sous l'effet de la dépression régnant dans la chambre 16
et dans les buses 15, l'atmosphère, par exemple l'air ambiant, entourant celles-ci est aspiré à l'intérieur des buses en passant par les intervalles 25 compris entre les extrémités supérieures de ces buses et l'avant-corps 6. Les filets de verre 14, s'écoulant des orifices de filière 12, sont par suite soumis, lors de leur entrée dans les buses, à l'action des courants de fluide qui sont aspirés dans ces buses ou hottes et s'écoulent sensiblement dans la même direction que les filets de verre. Ces derniers en subissant l'action de ce fluide aspiré, sont étirés en fibres, leur vitesse de sortie des orifices 12 étant en même temps accrue par la dépression ainsi produite.
Par le réglage de la dimension des intervalles 25 et de l'intensité du tirage aspirant dans -la boite 20, il est possible de régler la vitesse de formation des fibres de verre et le degré d'étirage de celles-ci. Sur la fig.2, la buse 15 est située tout près, par exemple à 1 cm. de la filière ou de l'orifice de sortie du verre. Il est ainsi produit dans chacune des buses 15
PROCESS AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF FIBERGLASS OR
OTHER HOT DRAWABLE MATERIALS.
It is known to manufacture glass fibers and
Similar materials stretchable by heat directing against
streams of molten material flowing from a container, streams
gases (e.g. water vapor) which are under relatively high pressure and which divide matter, by blowing, into elementary streams from which it is formed
fibers; these fibers are however of relatively short length.
It is known, on the other hand, to entrain and envelop fine streams of the molten material by means of gas streams which,
at a short distance below the place of formation of the threads, are blown on them substantially in the direction of flow of these threads, which makes it possible to obtain, by the drawing thus carried out of the latter, son or fibers of great lon-gueur. However, in the two processes in question, the gas consumption for drawing is relatively high.
In accordance with the present invention the strands of glass, or other material, are also drawn using gas streams but, instead of producing these gas streams by blowing a fluid over the streams of material, the process consists of producing them by suction, by creating, at some distance, in particular below, from the place of formation of the fine threads of material, a depression, in particular of adjustable intensity, such as a fluid, for example air, surrounding the threads of material is caused to flow, substantially in the same direction as these threads, determining their stretch into fibers or threads. Any blowing of pressurized gas streams is thus eliminated.
For carrying out the process, for example, below the outlet orifices, made in the receptacle containing the molten material, through which the fine streams of material flow, nozzles or hoods surrounding these threads,
having their upper ends situated at a certain distance, however relatively very small, from, this container and on the lower ends of which acts a device for producing a vacuum, for example a suction device, by which air is drawn into the upper ends of the nozzles and is driven, in substantially the same direction as the material streams, through these nozzles.
The accompanying drawing shows by way of example one embodiment of an apparatus for the production of fibers from molten glass by the process according to the invention;
Fig.l is a side elevational view of the apparatus, partly in section;
FIG. 2 is a detail view in section through the flow orifice of a stream of material and through the upper end of one of the nozzles or hoods surrounding this stream of material;
Fig. 3 is a view corresponding to Fig. 2, with the nozzle in a different position} and
� 7 Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of Fig.l.
In the drawing, 5 denotes a glass melting furnace with a front body 6, in the bottom of which is provided, a number of openings 7 (fig.2) for the flow of glass. Each of these openings opens into a die 8 in the form of a trough, made of platinum, platinum alloy or any suitable metal; this die is heated, preferably electrically. The die 8 is, with a view to its protection, surrounded by a block 9 of refractory material. Between this and the bottom of the front body 6 is inserted a flange 10 of the die 8. On the outer edge of this flange 10 is provided a cooling device 11, which produces the solidification of the molten glass. likely to reach this place, and which thus prevents any infiltration of glass outside.
The die 8, of V-shaped cross section, has at its lower part a number of narrow orifices 12, through which thin streams of molten glass can flow 14. Above these orifices 12 are located. nozzles or hoods 15 through which the threads 14 flow. The lower ends of these nozzles 15 open into a chamber 16, the bottom of which is formed by an endless conveyor apron 17, which receives the fibers falling through the chamber 16 The nozzles 15 are connected to the chamber 16 so that they can be moved in the vertical direction and are assembled to the wall of the chamber.
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adjustable tion allows to vary the distance between the upper ends of the nozzles 15 and the dies 8.
According to the invention, a vacuum is caused to act at the lower part of the nozzles or hoods 15, which can advantageously be achieved, for example, by making the endless conveyor 17 permeable to air and by arranging, below the upper part of the conveyor apron 17, a suction box 20, to which is connected by a pipe 21 a device suitable for producing a vacuum, for example a fan 22. At the outlet end of the chamber 16 is a shutter
23, of adjustable position, which covers a certain length of the sheet of fibers deposited on the conveyor apron 17, to prevent outside air from entering through this side into the chamber 16.
The shutter 23 thus constitutes a tight closing device, which allows the production of a vacuum in the chamber.
16, and consequently in the nozzles 15, thanks to the action of the fan 22.
In the furnace 5, or also in the fore-body 6, above the dies 8, there is a constant quantity of molten glass. The temperature of this glass depends on its composition as well as the nature of the fibers to be manufactured. The glass is maintained at the desired temperature by the heated die 8, so as to be able to flow in fine threads through the orifices 12. The diameters of these orifices 12 are very small and moreover also depend on the nature and the degree. fineness of the fibers to be produced. Under the effect of the negative pressure in room 16
and in the nozzles 15, the atmosphere, for example the ambient air, surrounding them is drawn into the interior of the nozzles passing through the gaps 25 between the upper ends of these nozzles and the front body 6 The glass threads 14, flowing from the die orifices 12, are therefore subjected, as they enter the nozzles, to the action of the streams of fluid which are drawn into these nozzles or hoods and flow substantially. in the same direction as the glass strands. The latter, undergoing the action of this sucked fluid, are drawn into fibers, their exit speed from the orifices 12 being at the same time increased by the vacuum thus produced.
By adjusting the size of the gaps 25 and the intensity of the suction draft in the can 20, it is possible to control the rate of formation of the glass fibers and the degree of stretching thereof. In fig.2, the nozzle 15 is located very close, for example at 1 cm. from the die or the glass outlet. It is thus produced in each of the nozzles 15