La présente invention est relative à un appareil pour le traitement du verre. L'invention se rapporte plus particulièrement à des perfectionnements à un appareil de traitement du verre dans lequel un stade
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pérature de ramollissement, comme dans le cas de la trempe du verre ou lorsqu'on applique des revêtements superficiels d'oxyde métallique en pulvérisant, sur la surface du verre chauffé, une dispersion contenant un sel du métal nécessaire à la formation de l'oxyde.
Les résultats obtenus au cours du travail du verre dépendent de la température à laquelle il est porté avant qu'il soit soumis à d'autres traitements. Antérieurement on chauffait le verre dans des fours comportant des parois et des voûtes isolantes faites de matières réfractaires caractérisées par une capacité thermique et une porosité élevées. Une grande partie de la chaleur nécessaire au traitement du verre était perdue du fait que de l'air chauffé sortait et que de l'air froid entrait en passant à travers ces parois et ces voûtes en matières réfractaires. En raison de ces per- tes, la construction dans laquelle se trouvaient les fours devenait extrêmement chaude et les ouvriers devaient travailler dans des conditions très inconfortables.
De plus, au cours du procédé de chauffage il était très difficile de régler la température du verre dans des fours de ce genre, connus également sous le nom de fours à recuire.
Dans le passé, la quantité de chaleur fournie
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En conséquence, le rendement de l'appareil variait considérablement, à cause de ce mode spécifiquement irrégulier de chauffage de feuilles différentes, pour des opérations identiques.
L'appareil conforme à la présente invention assure aux produits manufacturés une uniformité plus grande, du fait que cet appareil de traitement de verre comprend un four comportant, d'une part, un dispositif perfectionné de réglage de la température et, d'autre part, un dispositif sensible à la chaleur qui "lit" la température du verre et qui fait commencer le traitement subséquent du verre à l'instant optimum correspondant à un fonctionnement efficace, quand la température du verre atteint la valeur désirée.
La présente invention est également relative à un appareil comprenant un nouveau dispositif isolant comportant des feuilles espacées les unes des autres et faites d'une matière possédant une faible capacité calorifique ou chaleur spécifique (moins de 0,3 calories/gramme/
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xion élevé (d'au moins 60% et, de préférence, supérieur
à 90%) aux températures auxquelles les diverses feuilles sont soumises en cours d'utilisation. Grâce à cette dis-position, l'atmosphère environnant la section de chauffage de l'appareil peut être mieux supportée par les ouvriers qui y travaillent, et une utilisation efficace de l'énergie servant à élever la température du verre afin de le préparer aux opérations subséquentes.
Un mode de réalisation caractéristique de l'appareil conforme à l'invention comprend un rail servant à transporter des chariots réalisés d'une manière nouvelle et sur lesquels des feuilles de verre sont transportées en position verticale. Ce rail traverse une section de traitement du verre qui comporte, d'une part, un four fermé mobile verticalement et réalisé de
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et l'élever en vue de traitements ultérieurs et, d'autre part, un dispositif de traitement déplaçable horizontalement, disposé sur,le coté du four précité lorsque
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per la position abandonnée par le four lorsque celui-ci est soulevé. Le four comporte le nouveau dispositif d'isolement décrit ci-dessus et destiné à ses parois
et à sa voûte. Des portes à charnières font partie de
ce four, de manière à constituer la sole de celui-ci.
Lorsque la température de la feuille de verre chauffée dans le four atteint la valeur désirée, le dispositif sensible à la chaleur qui "lit" la température
de la feuille de verre actionne un dispositif servant à soulever le four et à ouvrir les portes à charnières en exposant ainsi le verre chauffé au dispositif supplémentaire de traitement. De plus, sous la commande du dispositif sensible à la chaleur, ce dispositif supplémentaire de traitement est amené dans une position de fermeture relativement proche des surfaces opposées de la feuille de verre supportée en position verticale, en vue du traitement qui.suit le chauffage.
Ce dispositif supplémentaire de traitement peut être constitué par deux dispositifs de trempe à ajutages opposés servant à refroidir à l'air le verre chauffé et à l'amener à l'état trempé. A titre de variante, ce dispositif supplémentaire de traitement peut comporter un ou plusieurs pistolets de pulvérisation servant à appliquer sur la base chauffée une pellicule transparente ou opaque présentant des qualités électro-conductrices ou optiques désirables.
Du fait qu'on utilise un four mobile et d'autres dispositifs de traitement, le verre peut être maintenu dans une position fixe pendant toute la durée du traitement. Il suffit de deux ou trois secondes pour déplacer le four et exposer le verre au dispositif supplémentaire de traitement, alors que, avec les appareils antérieurs, sept à neuf secondes sont nécessaires pour sortir le verre d'un four de chauffage et le transporter à l'appareil de traitement suivant. Etant donné que les feuilles de verre ont moins de temps pour se refroidir entre leur traitement thermique et la phase de traitement suivante, on peut chauffer ces feuilles à une température dont.le maximum est inférieur d'environ 11 à.
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rieurs. Dans le domaine de température compris entre
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qu'on rencontre dans des opérations de ce genre et qui dépend de la composition du verre traité, une diminution
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viscosité de celui-ci. Par conséquent, même une faible diminution de la température maximum requise pour le chauffage du verre réduit de façon substantielle les gauchissements du verre dus à la chaleur. En outre, la profondeur à laquelle le dispositif de support du verre pénètre dans celui-ci qui se trouve ramolli par la cha-
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reil conforme à l'invention que dans le cas des appareils de la technique antérieure, cela tenant surtout au fait que la température maximum requise pour le verre
se trouve réduite lorsqu�on utilise les appareils conformes à la présente invention.
Pendant toutes les opérations, y compris le traitement thermique ou les traitements subséquents, le verre est immobilisé au lieu d'être en mouvement, comme dans les appareils antérieurs. Lorsque le verre se trouve à haute température, son déplacement provoque son
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pareil conforme à l'invention évite ces inconvénients.
Le fait qu'on maintient le verre immobile et qu'on diminue en outre l'intervalle de temps compris entre son traitement thermique et son traitement subséquent permet de maintenir plus facilement une température uniforme
sur la totalité de la surface du verre, ce qui constitue un facteur critique pour l'obtention de résultats optima dans les diverses opérations envisagées.
L'appareil conforme à l'invention utilise une section de chauffage ou four qui est constamment fermé
de façon étanche à sa partie supérieure, sur ses côtés
et à ses extrémités. Les fours antérieurs comportent nécessairement, à leur partie supérieure, une ouverture en forme de.fente le long de laquelle se déplace un trans. porteur suspendu sur rails pour le chariot portant la feuille de verre. En outre, des portes situées à l'avant et à l'arrière des appareils de la technique antérieure comportent des ouvertures permettant d'introduire et de sortir les dispositifs supportant le verre. L'ouverture supérieure en forme de fente et les portos avant et
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bre thermique dans la chambre de chauffage du fait de l'introduction, par l'une des portes de l'air froid qui remplace de l'air à haute température évacué par l'ouverture supérieure précitée ainsi que par l'autre porte. La seule ouverture de l'appareil conforme à l'invention est l'ouverture des portes à charnières situées à la partie inférieure de la section de chauffage. Etant donné que cette ouverture se trouve dans la partie inférieure et que l'air chaud à tendance à s'élever, l'air chauffé se trouvant à l'intérieur de la section de chaux fage a moins tendance à s'échapper. Par conséquent, l'appareil conforme à l'invention empêche l'introduction d'air froid qui exerce un effet nuisible sur le mode de chauffage à l'intérieur du four.
Dans l'appareil conforme à l'invention, les chemins de roulement du transporteur sur lesquels se déplacent les chariots pendant qu'ils transportent les feuilles de verre pour le traitement thermique et le traitement subséquent, se trouvent en dessous de la partie à haute température de la section de chauffage et à une distance considérable de cette partie. Dans les appareils antérieurs, les chemins de roulement se trouvent au-dessus des fours et sont exposés à la chaleur qui s'échappe par la fente supérieure, ce qui crée des distorsions et des difficultés de manipulation.
Avec les appareils antérieurs, il est nécessaire d'utiliser des lubrifiants spéciaux pour résister à des températures élevées de ce genre, le mécanisme de roulement exige des alignements plus précis pour tenir compte de ces conditions et les chariots risquent davantage de se bloquer sur les voies de roulement du dispositif transporteur par suite des déformations causées par la chaleur. Si les voies de roulement supérieures sont fabriquées en acier inoxydable, la chaleur ne produit pas de déformations, mais le coefficient de dilatation élevé de l'acide inoxydable amène le mécanisme de roulement à se bloquer sur ces voies de roulement. En plaçant les voies de roulement sur la partie inférieure du four, on évite les difficultés de l'appareil antérieur qui sont énumérées ci-dessus.
On comprendra plus complètement l'invention en étudiant la description donnée ci-après à titre non limitatif d'un mode de réalisation caractéristique de .cette invention.
Sur le dessin annexé :
- la figure 1 est une vue en plan de l'ensemble complet de l'appareil, comportant un mode de réalisation particulier de l'appareil de trempe conforme à la présente invention, représenté dans sa position de fonctionnement, certaines parties de cet ensemble étant représentées en traits interrompus afin de rendre le dessin plus clair;
- la figure 2 est une vue en élévation et en bout de l'appareil de trempe faisant partie de la figure 1 et montrant un four dans sa position haute, certaines parties du support ayant été omises pour faciliter la lecture du dessin;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais représentant le four dans sa position basse afin de chauffer la feuille de verre avant la trempe;
- la figure 4 est une vue en élévation latérale dessinée perpendiculairement à la figure 2, certaines parties du support ayant été enlevées pour faciliter la lecture du dessin; - la figure 5 est une coupe transversale d'un four à plus grande échelle, cette coupe étant faite par V-V de la figure 4;
- la figure 6 est un schéma de circuit d'une partie du système réglant la température du four;
- la figure 7 est une représentation schématique du circuit électrique servant à régler le fonctionne-' ment des éléments mobiles de l'appareil dans une succession appropriée.
DISPOSITIF TRANSPORTEUR ET POSTE DE TRAITEMENT
Comme représenté sur le dessin, une voie de roulement 10 est constituée par des rails 11 constituant un circuit fermé de forme elliptique sur lequel peut se déplacer le chariot 12. Chacun des chariots 12 comprend un dispositif de roulement comprenant deux plateformes pivotantes 14 portant des roues supérieures 15 et des roues inférieures 16 ainsi qu'un châssis comprenant des
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par des poutrelles inférieures 20 et des poutrelles supérieures 22, verticales et réglables. Les poutrelles supérieures 22 comportent des languettes 24 qui supportent verticalement une ou plusieurs feuille,-/de verre G. Le trajet suivi par la voie de roulement elliptique fermée traverse un poste de traitement 30. Dans une cavité ménagée dans le sol du bâtiment supportant ltappareil de traitement conforme à l'invention et à l'endroit du poste de traitement, se trouve une fosse d'oscillateur destinée à recevoir un appareil de trempe.
Le poste de traitement comprend plusieurs piliers de support 32 montés sur le sol du bâtiment. Un des piliers 32 est creux de manière à constituer un passage cylindrique destiné à recevoir un cylindre pneumatique. Un piston 34 situé à l'extrémité inférieure d'une tige de piston 36 peut être réglé verticalement à l'intérieur de ce cylindre. Le cylindre comporte une ouver-
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nées à l'introduction ou l'échappement sélectifs du fluide par rapport aux faces opposées du piston 34, afin de régler la position de celui-ci à l'intérieur du cylin� dre. Au moyen d'un crochet 39, l'extrémité supérieure de la tige de piston 36 est fixée à une chaîne 40 qui est entraînée sur des poulies 42 et 44 et qui est fixée au moyen d'un crochet 46, à un four 50.
STRUCTURE DU FOUR
Le four comprend deux sections 52 et 54, comportant des parois verticales espacées les unes des autres, et une section 56 constituant la voûte du four. Les parois 52 et 54 sont réunies entre elles par des parois terminales de liaison 53 et 55. Dans chacune des sections constituant respectivement les parois et la
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les unes des autres et faites d'un métal possédant une faible capacité calorifique, un faible pouvoir émissif et un pouvoir de réflexion élevé, dans le domaine des températures comprises entre 2600 C et la température de ramollissement du verre. A l'extérieur, d'autres feuilles 60 espacées les unes des autres et faites d'un métal possédant une capacité calorifique et un pouvoir émissiffaibles ainsi qu'un pouvoir de réflexion élevé à des températures allant jusqu'à 260[deg.] C sont espacées les unes des autres, vers l'extérieur, à partir des feuilles ihtérieures et à l'intérieur des parois et de la voûte précitées. Les feuilles intérieures 58 sont, de préférence, en acier inoxydable, étant donné qu'elles sont normalement soumises à des températures dépassant 2600 C.
Les feuilles extérieures 60 sont, de préférence en aluminium, matière qui possède un pouvoir émissif exceptionnellement bas aux températures inférieures à 2600 G. Par exemple,
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environ.
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nies entre elles de manière à constituer une série de cellules comportant chacune une voûte et quatre parois. Des supports 6l et 62 entretoisent la cellule extérieure extrême. Ces cellules sont suffisamment espacées les unes des autres pour assurer leur séparation, mais elles ne le sont pas au point de permettre la formation de courants de convection, de préférence de l'ordre de
6,35 à 12,7 mm. Les supports 61 sont verticaux et portent des galets 51 qui roulent le long des piliers 32.
Les parois 52, 53, 54 et 55 sont constituées, de préférence, de feuilles minces faites d'une matière réfractaire de moulage, telle que le produit "FW Firecrete" fabriqué par Johns Manville. Les parois 52 et 54 comportent des cavités horizontales de manière à supporter trois séries de rangées d'éléments 63 de chauffage électrique qui, lorsque le four est abaissé, se trouvent en face des surfaces opposées des feuilles de verre supportées verticalement. Des tubes 64, 66 et 68, émettant des radiations et dénommés "Ray-o-Tubes" sont montés dans les zones supérieure, centrale et inférieure de la paroi
55 de la section de chauffage, de manière que leur foyer se trouve sur des parties des zones supérieure, centrale
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d'éléments 63 de chauffage électrique disposés parallèlement.
Le four comprend également un pyromètre 70 monté sur la paroi 54 enregistrant la température superfi-cielle du verre. En outre, à la partie inférieure de
ce four se trouve des portes 90 montées à charnières, sur les bords inférieurs des supports 62 du four, de manière à s'ouvrir et à se fermer. Ces portes constituent, pour le four 50, une sole obturable.
Les "Ray-o-Tubes" sont des éléments thermosen-
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que située au foyer du miroir et un circuit électrique entrant en jeu sous l'effet de la pile thermo-électrique. Ces dispositifs sont bien connus dans la technique et leurs détails de réalisation ne font pas partie de la présente invention. Les tubes 64, 66 et 68 sont placés
de manière à exercer leur action au delà du bord de la feuille de verre G en cours de chauffage, à l'endroit de la paroi 52 du four de trempe et on peut les régler de telle manière que les circuits électriques dont ils font partie laissent passer du courant par les éléments de chauffage chaque fois que la température de la paroi,
vers laquelle est orienté le tube, tombe en dessous d'une valeur prédéterminée. En effet, ces "Ray-o-Tubes" con- trôlent le niveau de rayonnement auquel le verre est soumis dans le four.
L'utilisation de trois "Ray-o-Tubes" dans l'ensemble représenté élimine la différence naturelle-.de température entre la partie supérieure et la partie inférieure du four de trempe, par suite des courants de convection existant dans le f our. Lorsque la températu-
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ties supérieure, médiane et inférieure de la feuille de verre, chauffée par les éléments de chauffage 63, peut être réglée à 2,3[deg.] C près.
Le pyromètre 70 est constitué par un "Ray-oTube" comportant un filtre de bande du type à diffusion entre le miroir et la pile thermo-électrique, afin de ne laisser.passer l'énergie de la pile thermo-électrique que dans une bande de l'infrarouge, lorsque le verre est essentiellement opaque. Le pyromètre mesure le pouvoir émissif de la surface du verre seule et il n'est pas affecté par les radiations provenant des éléments 63
de chauffage électrique, au delà de la feuille de verre.
DISPOSITIFS DE REGLAGE DE LA TEMPERATURE DU FOUR
On va décrire ci-après, en se référant à la figure 6, les détails d'un circuit électrique caractéristique conçu pour maintenir le niveau de la chaleur radian te dans le four 50 à une valeur prédéterminée. Ce circuit comprend, d'une part, un circuit de chauffage com- <EMI ID=20.1>
rant alternatif 72 et, d'autre part, des dispositifs 63 de chauffage électrique par résistance qui sont montés en parallèle sur une partie (supérieure, centrale ou inférieure) des parois du four. Ce circuit principal comprend également un circuit de commande comportant lui-
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à relais 74 asservi à l'excitation des "Ray-o-Tubes" sous l'effet d'une variation de température, une source de courant continu 76, représentée par une pile sèche,
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Quand il ne passe pas de courant dans le circuit de commande, le courant alternatif qui, revenant de la source 72, traverse les bobines de chauffage 63, est à sa valeur minimum, étant donné que les dimensions de la bobine de réactance 71 sont telles qu'on obtient la différence de potentiel maximum désirée en opposition
à la tension fournie par la source 72. Lorsque, dans la zone sur laquelle les "Ray-o-Tubes" exercent leur action, la température tombe à une valeur prédéterminée, le commutateur à relais 74 entre en action, ce qui provoque l'envoi du courant dans le circuit de commande.
Le passage de courant dans le circuit de commande provoque un déséquilibre du circuit de chauffage et réduit l'influence de la bobine de réactance 71 sur la tension fournie au circuit de chauffage à partir de la source 72. Il s'ensuit une augmentation de tension- dans l'élément de chauffage 63 jusqu'au moment où la chaleur communiquée par les éléments de chauffage a pour effet d'élever au-dessus de la valeur désirée la tempéra-
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Lorsque cela se produit, le relais du commutateur 74 est désexcité et il ne passe plus de courant par le circuit de commande, ce qui ramène le circuit de chauffage à l'état dans lequel il se trouvant avant la mise en ac-
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détermine la variation de la quantité de chaleur fournie par les éléments de chauffage 63 lorsque le circuit de commande entre en action, étant donné que le courant passant par ce circuit détermine la rupture d'équilibre du circuit de chauffage. Le fonctionnement ci-dessus mentionné est caractéristique du fonctionnement d'un circuit industriel à réactances saturable.
En maintenant en fonctionnement troié circuits de chauffage différents, dont chacun est contrôlé indépendamment des autres par la température superficielle d'une partie différente de la paroi sur laquelle les
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vers tubes qui commandent chacun des circuits de chauffage de telle manière qu'ils soient asservis à la même température, la température régnant aux parties supérieure, centrale et inférieure de la paroi du four est maintenue à une valeur constante.
STRUCTURE DE L'OSCILLATEUR
Au poste de traitement 30 se trouve un oscillateur de trempe 100 comprenant deux chambres de pression
101, mobiles et opposées, qui sont réunies par des entretoises 102 à des plaques 103 comportant des équerres de support 104 et des tiges coulissantes 105 fixées à des traverses 106 chevauchant la fosse de l'oscillateur. Des ventilateurs 107 fournissent de l'air sous pression passant par des vannes 108, des raccords flexibles 109,
des conduits de raccordement 110 et des passages 112 aux chambres de pression 101. Des moteurs 113 entraînent les ailettes des ventilateurs 107. Des ajutages de sortie 114 sont disposés à la surface de chaque chambre de pression en face d'une chambre de pression opposée. Des plaques 103 sont reliées par des brides de raccordement
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écrous de serrage 117. Un piston 118 se déplace dans un cylindre 120 porté par une poutrelle mobile de support
122. Sur les faces opposées du piston, le cylindre 120 comporte des canalisations 119 et 121. Des supports d'espacement 123 sont également montés sur la poutrelle de support 122. Chacun de ces supports est fixé à une
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circulaire en réponse à la rotation des cames. Un moteur 126 entraîne les cames 124 par l'intermédiaire d'arbres d'entraînement et d'un mécanisme réducteur appropriés.
Au moyen d'un arbre d'entraînement 152, un moteur 150 est accouplé à une courroie à maillons 154 accouplée elle-même aux diverses roues inférieures 16 des plate-formes 14 des chariots. Les divers chariots
12 sont mobiles sur la voie de roulement 10. On utilise des dispositifs de sécurité appropriés pour empêcher la section de chauffage 20 de se trouver dans sa position supérieure avant que le moteur 150 ait été actionné de manière à entraîner la courroie à maillons 154 en déplaçant ainsi le chariot le long de la voie de roulement.
CIRCUITS DE COMMANDE AUTOMATIQUE
Le pyromètre 70 mesurant la température superficielle du verre est raccordé à un enregistreur de tem-
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est relié à un ronfleur ou buzzer 168 ainsi qu'à un circuit de chronodéclenchement en séquence 170. Le circuit
170 comporte deux branches, savoir une branche 172 commandant la position du four et une branche 174 commandant les ventilateurs et l'oscillateur, ces deux branches fonctionnant conformément à une séquence de chronodéclen� chement interdépendante, qui sera décrite ci-après.
La branche de circuit commandant la position du four comprend un circuit 176 de chronodéclenchement en séquence qui fonctionne, par l'intermédiaire d'une soupape 178 commandée par solénoïde, de manière à commander l'ouverture et la fermeture des portes de chargement 90. Un autre circuit 180 de chronodéclenchement en séquence est relié, par l'intermédiaire d'une soupape
182 asservie à un circuit électrique, de manière à régler le passage d'air qui passe par les ouvertures 37 et
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sion. Un circuit 185 encore différent de chronodéclenchement en séquence est couplé au moteur 150.
Le circuit 174 commandant les ventilateurs et
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119 et 121 du cylindre 120, et le moteur 126, respective-
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Un circuit 200 de remise à zéro est couplé au circuit de chronodéclenchement en séquence.
FONCTIONNEMENT DE L'APPAREIL
Au début d'un cycle caractéristique du fonc- tionnement de l'appareil que l'on vient de décrire, un
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bre de traitement, le four 50 étant dans sa position in- �.
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o-Tubes" 64, 66 et 68 déclenchent le cycle de chauffage
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verre G atteint sa température prédéterminée,telle qu'elle est "lue" par le pyromètre 70 mesurant la température superficielle du verre, le relais de commande 162 est enclenché et le circuit à retard 166 entre en action,
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l'ouvrier le commencement d'un cycle. En même temps, le circuit à retard 166 fait fonctionner également le.cir-
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quence indiquée ci-après.
Le circuit à retard 176 actionne la soupape
178 à solénoide afin d'ouvrir les portes de chargement
90. Simultanément, le circuit à retard 186 commence à faire fonctionner les moteurs 113 des ventilateurs 107, afin d'élever la pression de l'air que doivent fournir des derniers.
<EMI ID=39.1> 182, ce qui permet d'amener de l'air sous pression pro-
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ter la soupape 178 à solénoïde, ce qui permet aux portes de chargement 90 de se fermer et, d'autre part le circuit à retard 188 ouvre la vanne 108, ce qui permet à l'air provenant des ventilateurs 107 de traverser les chambres de pression 101 et les ajutages de sortie 114 poux frapper les surfaces opposées du verre. Le circuit à retard 190 actionne la soupape 194 pour laisser l'air sous pression, provenant de la source 184, pénétrer
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118 vers l'intérieur des cylindres 120 et amène ainsi l'oscillateur 100 dans sa position inférieure. Simultanément, le circuit à retard 174 fait fonctionner le mo- teur 126, grâce à quoi les cames 124 communiquent un mouvement orbital circulaire aux chambres de pression
101.
L'air est envoyé sous pression par les ajutages 114 qui se déplacent avec les chambres de pression
101 pendant un temps suffisant pour que la trempe désirée soit donnée à la feuille de verre G. A ce moment,
le circuit de chronodéclenchement 188 provoque la fermeture des vannes 108, le circuit de chronodéclenchement
186 cesse d'actionner les moteurs des ventilateurs 107,
le circuit de chronodéclenchement 192 cesse d'actionner
le moteur 126 et le circuit de chronodéclenchement 190 ramène la soupape 194 dans une position telle que l'air, provenant de la source sous pression 184, es� envoyé par les canalisations 121, ce qui repousse les pistons 118 vers l'extérieur en entraînant avec eux les chambres de pression 101.
A cette phase du cycle, le circuit de chrono-
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remplacer par le chariot suivant se trouvant sur la voie de roulement 10 et portant une feuille de verre non traitée. Lorsque le chariot suivant se trouve dans la position appropriée pour le traitement du verre qu'il porte, le circuit de chronodéclenchement 176 actionne à nouveau la soupape 178 commandez par solénoïde afin d'ouvrir les portes 90, et le circuit de chronodéclenchement 180 amè-
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l'air est fourni au cylindre logé dans le pilier 32, en passant par l'ouverture 38 de ce cylindre afin de soule-
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en vue du cycle suivant.
L'introduction de verre froid et du chariot qui lui est associé provoque une chute de la température
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fonctionnement des spires de chauffage 63 situées dans les zones supérieure, centrale et inférieure du four, respectivement, jusqu'à ce que le niveau de chaleur irra diée dans le four soit amené à la valeur de réglage appropriée. Le cycle d'opérations ci-dessus décrit se répète pour la nouvelle feuille.
On comprend qu'on peut utiliser divers circuits bien connus pour mettre en action les circuits de chronodéclenchement. Par exemple, on peut faire tourner en synchronisme une série d'interrupteurs commandés par des cames, série dans laquelle chacun de ces interrup-teurs déclenche une seule opération au moment désiré de la séquence. La fin de chacune des opérations peut
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terrupteur de chronodéclenchement en séquence, tel que celui qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis
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rations, peut être modifié de manière à déclencher le fonctionnement des diverses opérations dans leur relation séquentielle appropriée.
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ter des ajutages spéciaux servant à projeter des dispersions de sels métalliques qui forment des oxydes métalliques au contact du.verre ramolli par la chaleur. On peut utiliser ces dispersions à la place de l'air qui est soufflé par les ajutages de trempe, ou bien on peut appliquer ses dispersions, puis procéder à un traitement de trempe. Il e&t entendu que, dans toutes ces variantes, le moyen général de chauffage spéciale comportant des éléments de réglage qui communiquent au verre une température prédéterminée particulière, avant qu'il soit soumis au traitement subséquent, ainsi qu'à utiliser le dispositif isolant particulier qui fait partie de la pré sente invention.
Grâce à ces dispositifs, le verre se trouve chauffé à la température optimum nécessitée par le traitement subséquent, indépendamment des variations survenant dans la tension de ligne fournie aux éléments de chauffage, des variations de l'épaisseur du verre qui rendent nécessaire de l'exposer à l'effet des éléments de chauffage pendant des temps différents, des variation� de la température régnant dans le four ainsi que dans l'atmosphère environnante, des erreurs de jugement commises par l'ouvrier, ainsi que de la température initiale du verre et de son support au commencement du cycle
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de chauffage.
REVENDICATIONS
1. Appareil de traitement du verre, caractérisé
en ce qu'il comprend un four, dans lequel le verre est
porté à une température qui correspond sensiblement à la
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côtés supérieur et latéraux de ce four et comportant, intérieurement, des feuilles espacées les unes des autres
et faites d'un métal possédant une faible capacité thermique, un faible pouvoir émissif et un pouvoir de réflexion élevé, aux températures comprises entre 260[deg.] C et
les températures de ramollissement du verre et, extérieu rement, d'autres feuilles espacées les unes des autres
et faites d'un métal possédant une faible capacité thermique, un faible pouvoir émissif et un pouvoir de réfle-
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The present invention relates to an apparatus for treating glass. The invention relates more particularly to improvements to a glass processing apparatus in which a stage
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softening temperature, as in the case of tempering glass or when applying metal oxide surface coatings by spraying on the heated glass surface a dispersion containing a salt of the metal necessary for the formation of the oxide .
The results obtained during working with glass depend on the temperature to which it is brought before it is subjected to other treatments. Previously, glass was heated in furnaces with insulating walls and vaults made of refractory materials characterized by high heat capacity and porosity. Much of the heat necessary for processing the glass was lost as heated air exited and cold air entered passing through these refractory walls and vaults. As a result of these losses, the construction in which the ovens were located became extremely hot and the workers had to work in very uncomfortable conditions.
In addition, during the heating process it was very difficult to control the temperature of the glass in such furnaces, also known as annealing furnaces.
In the past, the amount of heat supplied
<EMI ID = 2.1> silence was left to the discretion of the worker. Arbitrary temperature and time cycles were applied to the glass sheets depending on their thickness and chemical composition. No objective criterion was established to modify these arbitrary cycles according to the different thermal conditions existing previously inside the furnace as well as in the space surrounding it, and this modification was left to the sole subjective reasoning of the worker.
As a result, the efficiency of the apparatus varied considerably, due to this specifically irregular mode of heating different sheets, for identical operations.
The apparatus according to the present invention provides the manufactured products with greater uniformity, owing to the fact that this glass treatment apparatus comprises an oven comprising, on the one hand, an improved device for regulating the temperature and, on the other hand , a heat sensitive device which "reads" the temperature of the glass and which initiates the subsequent treatment of the glass at the optimum instant corresponding to efficient operation, when the temperature of the glass reaches the desired value.
The present invention also relates to an apparatus comprising a novel insulating device comprising sheets spaced apart from each other and made of a material having a low calorific capacity or specific heat (less than 0.3 calories / gram /
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xion high (at least 60% and preferably greater than
at 90%) at the temperatures to which the various sheets are subjected in use. Thanks to this arrangement, the atmosphere surrounding the heating section of the apparatus can be better tolerated by the workers who work there, and an efficient use of the energy used to raise the temperature of the glass in order to prepare it for subsequent operations.
A characteristic embodiment of the apparatus according to the invention comprises a rail for transporting carriages produced in a novel way and on which glass sheets are transported in a vertical position. This rail passes through a glass treatment section which comprises, on the one hand, a closed furnace movable vertically and made of
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and raise it for subsequent treatments and, on the other hand, a horizontally movable treatment device, disposed on the side of the aforementioned oven when
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per the position abandoned by the oven when it is lifted. The oven includes the new isolation device described above and intended for its walls
and to its vault. Hinged doors are part of
this oven, so as to constitute the bottom thereof.
When the temperature of the heated glass sheet in the oven reaches the desired value, the heat sensitive device which "reads" the temperature.
of the glass sheet actuates a device for lifting the oven and opening the hinged doors thereby exposing the heated glass to the additional processor. In addition, under the control of the heat sensitive device, this additional processing device is brought into a closed position relatively close to the opposing surfaces of the glass sheet supported in the vertical position, for the treatment which follows the heating.
This additional treatment device may consist of two quenching devices with opposing nozzles serving to air-cool the heated glass and bring it to the tempered state. Alternatively, this additional processing device may include one or more spray guns for applying to the heated base a transparent or opaque film having desirable electro-conductive or optical qualities.
Because a mobile oven and other processing devices are used, the glass can be held in a fixed position for the duration of processing. It only takes two or three seconds to move the furnace and expose the glass to the additional processor, whereas with earlier devices it takes seven to nine seconds to remove the glass from a heating furnace and transport it to the room. next treatment device. Since the glass sheets have less time to cool between their heat treatment and the next processing phase, these sheets can be heated to a temperature whose maximum is about 11 ° C lower.
<EMI ID = 6.1>
laughs. In the temperature range between
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which one meets in operations of this kind and which depends on the composition of the treated glass, a reduction
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viscosity of it. Therefore, even a small decrease in the maximum temperature required for heating the glass substantially reduces warping of the glass due to heat. In addition, the depth to which the glass support device penetrates into the glass which is softened by heat.
<EMI ID = 9.1>
reil according to the invention only in the case of the devices of the prior art, this mainly due to the fact that the maximum temperature required for the glass
is reduced when using the apparatus according to the present invention.
During all operations, including heat treatment or subsequent treatments, the glass is immobilized instead of being in motion, as in previous devices. When the glass is at high temperature, its movement causes its
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such according to the invention avoids these drawbacks.
The fact that the glass is kept stationary and also that the time interval between its heat treatment and its subsequent treatment is reduced makes it easier to maintain a uniform temperature.
over the entire surface of the glass, which is a critical factor for obtaining optimum results in the various operations envisaged.
The apparatus according to the invention uses a heating section or furnace which is constantly closed.
tightly at its upper part, on its sides
and at its ends. Previous ovens necessarily include, at their upper part, an opening in the form of a slot along which a trans moves. carrier suspended on rails for the trolley carrying the glass sheet. In addition, doors located at the front and at the rear of prior art apparatuses have openings for inserting and removing the glass supporting devices. The slit-shaped top opening and the front ports and
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thermal bre in the heating chamber due to the introduction, through one of the doors of cold air which replaces the high temperature air discharged through the aforementioned upper opening as well as through the other door. The only opening of the apparatus according to the invention is the opening of the hinged doors located at the lower part of the heating section. Since this opening is at the bottom and hot air tends to rise, the heated air inside the lime section has less tendency to escape. Consequently, the apparatus according to the invention prevents the introduction of cold air which has a detrimental effect on the mode of heating inside the oven.
In the apparatus according to the invention, the tracks of the conveyor on which the carriages move while they transport the glass sheets for the heat treatment and the subsequent treatment, are located below the high temperature part. from the heating section and at a considerable distance from this part. In prior devices, the raceways are located on top of the ovens and are exposed to heat escaping through the top slot, creating distortions and handling difficulties.
With earlier devices it is necessary to use special lubricants to withstand high temperatures like this, the running gear requires more precise alignments to account for these conditions and the carriages are more likely to jam on the tracks. bearing of the conveyor device due to deformations caused by heat. If the upper raceways are made of stainless steel, the heat does not produce deformations, but the high coefficient of expansion of stainless acid causes the rolling mechanism to jam on these raceways. By placing the rolling tracks on the lower part of the furnace, the difficulties of the prior apparatus which are listed above are avoided.
The invention will be understood more fully by studying the description given below without limitation of an embodiment characteristic of this invention.
On the attached drawing:
- Figure 1 is a plan view of the complete assembly of the apparatus, comprising a particular embodiment of the quenching apparatus according to the present invention, shown in its operating position, certain parts of this assembly being shown in broken lines to make the drawing clearer;
- Figure 2 is an elevational view and end of the quenching apparatus forming part of Figure 1 and showing an oven in its high position, certain parts of the support having been omitted to facilitate reading of the drawing;
- Figure 3 is a view similar to Figure 2, but showing the oven in its lower position to heat the glass sheet before tempering;
- Figure 4 is a side elevational view drawn perpendicular to Figure 2, certain parts of the support having been removed to facilitate reading of the drawing; - Figure 5 is a cross section of an oven on a larger scale, this section being taken by V-V of Figure 4;
FIG. 6 is a circuit diagram of part of the system regulating the temperature of the oven;
FIG. 7 is a schematic representation of the electrical circuit for regulating the operation of the movable elements of the apparatus in suitable succession.
CONVEYOR DEVICE AND PROCESSING STATION
As shown in the drawing, a running track 10 is formed by rails 11 constituting a closed circuit of elliptical shape on which the carriage 12 can move. Each of the carriages 12 comprises a running device comprising two pivoting platforms 14 carrying wheels. upper 15 and lower wheels 16 as well as a frame comprising
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by lower beams 20 and upper beams 22, vertical and adjustable. The upper beams 22 have tabs 24 which vertically support one or more sheets of glass G. The path followed by the closed elliptical track passes through a treatment station 30. In a cavity in the floor of the building supporting the apparatus. treatment according to the invention and at the location of the treatment station, there is an oscillator pit intended to receive a quenching device.
The treatment station comprises several support pillars 32 mounted on the floor of the building. One of the pillars 32 is hollow so as to constitute a cylindrical passage intended to receive a pneumatic cylinder. A piston 34 located at the lower end of a piston rod 36 can be adjusted vertically inside this cylinder. The cylinder has an opening
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born to the selective introduction or exhaust of the fluid with respect to the opposite faces of the piston 34, in order to adjust the position of the latter inside the cylin � dre. By means of a hook 39, the upper end of the piston rod 36 is fixed to a chain 40 which is driven on pulleys 42 and 44 and which is fixed by means of a hook 46 to an oven 50.
OVEN STRUCTURE
The oven comprises two sections 52 and 54, comprising vertical walls spaced apart from each other, and a section 56 constituting the roof of the oven. The walls 52 and 54 are joined together by end connecting walls 53 and 55. In each of the sections respectively constituting the walls and the
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from each other and made of a metal having a low heat capacity, low emissivity and high reflectance, in the temperature range between 2600 C and the softening temperature of the glass. On the outside, further sheets 60 spaced apart from each other and made of a metal having low heat capacity and emissibility as well as high reflectance at temperatures up to 260 [deg.] C are spaced from each other, outwardly, from the ihtérieures sheets and inside the aforementioned walls and vault. The inner sheets 58 are preferably stainless steel, as they are normally subjected to temperatures in excess of 2600 C.
The outer sheets 60 are preferably made of aluminum, a material which has exceptionally low emissivity at temperatures below 2600 G. For example,
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about.
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linked together so as to constitute a series of cells each comprising a vault and four walls. Supports 61 and 62 brace the outer extreme cell. These cells are sufficiently spaced from each other to ensure their separation, but they are not so far as to allow the formation of convection currents, preferably of the order of
6.35 to 12.7 mm. The supports 61 are vertical and carry rollers 51 which roll along the pillars 32.
The walls 52, 53, 54 and 55 are preferably made of thin sheets made of a refractory molding material, such as the "FW Firecrete" product manufactured by Johns Manville. Walls 52 and 54 have horizontal cavities so as to support three series of rows of electric heating elements 63 which, when the oven is lowered, face opposite surfaces of the vertically supported sheets of glass. Tubes 64, 66 and 68, emitting radiation and called "Ray-o-Tubes" are mounted in the upper, central and lower areas of the wall.
55 of the heating section, so that their focus is on parts of the upper, central zones
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elements 63 of electric heating arranged in parallel.
The furnace also includes a pyrometer 70 mounted on the wall 54 recording the surface temperature of the glass. In addition, at the bottom of
this oven has doors 90 hinged on the lower edges of the oven supports 62, so as to open and close. These doors constitute, for the oven 50, a closable floor.
The "Ray-o-Tubes" are thermosed elements
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that located at the focus of the mirror and an electrical circuit coming into play under the effect of the thermo-electric battery. These devices are well known in the art and their embodiment details do not form part of the present invention. Tubes 64, 66 and 68 are placed
so as to exert their action beyond the edge of the glass sheet G during heating, at the location of the wall 52 of the tempering furnace and they can be adjusted in such a way that the electrical circuits of which they are part leave pass current through the heating elements whenever the temperature of the wall,
towards which the tube is oriented, falls below a predetermined value. Indeed, these "Ray-o-Tubes" control the level of radiation to which the glass is subjected in the furnace.
The use of three "Ray-o-Tubes" in the assembly shown eliminates the natural difference in temperature between the upper and the lower part of the quench furnace, due to the convection currents existing in the furnace. When the temperature
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Upper, middle and lower parts of the glass sheet, heated by the heating elements 63, can be set to within 2.3 [deg.] C.
The pyrometer 70 is constituted by a "Ray-oTube" comprising a band filter of the diffusion type between the mirror and the thermoelectric cell, in order to allow the energy of the thermoelectric cell to pass only in a band. infrared, when the glass is essentially opaque. The pyrometer measures the emissivity of the surface of the glass alone and it is unaffected by radiation from the elements 63
electric heating, beyond the glass sheet.
OVEN TEMPERATURE ADJUSTMENT DEVICES
With reference to Figure 6, details of a typical electrical circuit designed to maintain the level of radiant heat in oven 50 at a predetermined value will be described below. This circuit includes, on the one hand, a combined heating circuit <EMI ID = 20.1>
alternating rant 72 and, on the other hand, electric resistance heating devices 63 which are mounted in parallel on a part (upper, central or lower) of the walls of the oven. This main circuit also comprises a control circuit comprising itself
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relay 74 slaved to the excitation of the "Ray-o-Tubes" under the effect of a temperature variation, a direct current source 76, represented by a dry battery,
<EMI ID = 22.1>
When no current is flowing in the control circuit, the alternating current which, returning from the source 72, passes through the heating coils 63, is at its minimum value, since the dimensions of the reactance coil 71 are such that we obtain the maximum potential difference desired in opposition
to the voltage supplied by the source 72. When, in the zone on which the "Ray-o-Tubes" exert their action, the temperature drops to a predetermined value, the relay switch 74 comes into action, which causes the sending current to the control circuit.
The passage of current in the control circuit causes an imbalance of the heating circuit and reduces the influence of the reactance coil 71 on the voltage supplied to the heating circuit from the source 72. This results in an increase in voltage. - in the heating element 63 until the moment when the heat communicated by the heating elements has the effect of raising the temperature above the desired value.
<EMI ID = 23.1>
When this happens, the relay of switch 74 is de-energized and no current flows through the control circuit, which returns the heating circuit to the state it was in before switching on.
<EMI ID = 24.1>
determines the variation in the quantity of heat supplied by the heating elements 63 when the control circuit comes into action, since the current flowing through this circuit determines the disruption of the equilibrium of the heating circuit. The operation mentioned above is characteristic of the operation of an industrial circuit with saturable reactors.
By keeping in operation three different heating circuits, each of which is controlled independently of the others by the surface temperature of a different part of the wall on which the
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to tubes which control each of the heating circuits in such a way that they are slaved to the same temperature, the temperature prevailing in the upper, central and lower parts of the furnace wall is maintained at a constant value.
OSCILLATOR STRUCTURE
At the processing station 30 there is a quenching oscillator 100 comprising two pressure chambers
101, mobile and opposite, which are joined by spacers 102 to plates 103 comprising support brackets 104 and sliding rods 105 fixed to crossbars 106 overlapping the pit of the oscillator. Fans 107 supply air under pressure passing through valves 108, flexible couplings 109,
connecting conduits 110 and passages 112 to the pressure chambers 101. Motors 113 drive the vanes of the fans 107. Outlet nozzles 114 are disposed on the surface of each pressure chamber facing an opposing pressure chamber. Plates 103 are connected by connecting flanges
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clamping nuts 117. A piston 118 moves in a cylinder 120 carried by a movable support beam
122. On the opposite sides of the piston, the cylinder 120 has pipes 119 and 121. Spacer brackets 123 are also mounted on the support beam 122. Each of these brackets is attached to a
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circular in response to the rotation of the cams. A motor 126 drives the cams 124 through suitable drive shafts and a reduction mechanism.
By means of a drive shaft 152, a motor 150 is coupled to a link belt 154 which is itself coupled to the various lower wheels 16 of the platforms 14 of the trolleys. The various trolleys
12 are movable on the track 10. Appropriate safety devices are used to prevent the heater section 20 from being in its upper position before the motor 150 has been operated so as to drive the link belt 154 by moving. thus the carriage along the track.
AUTOMATIC CONTROL CIRCUITS
The pyrometer 70 measuring the surface temperature of the glass is connected to a temperature recorder.
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is connected to a buzzer or buzzer 168 as well as to a chrono-tripping circuit in sequence 170. The circuit
170 has two branches, namely a branch 172 controlling the position of the furnace and a branch 174 controlling the fans and the oscillator, these two branches functioning in accordance with a chronodeclen � highly interdependent, which will be described below.
The circuit branch controlling the position of the furnace includes a sequential timing trigger circuit 176 which operates, through a solenoid-controlled valve 178, to control the opening and closing of the loading doors 90. A another circuit 180 of chronotripping in sequence is connected, through a valve
182 slaved to an electrical circuit, so as to adjust the passage of air passing through the openings 37 and
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if we. A still different chronotrigger in sequence circuit 185 is coupled to motor 150.
Circuit 174 controlling the fans and
<EMI ID = 30.1> <EMI ID = 31.1>
119 and 121 of cylinder 120, and engine 126, respectively
<EMI ID = 32.1>
A reset circuit 200 is coupled to the timing trigger circuit.
APPLIANCE OPERATION
At the start of a cycle characteristic of the operation of the apparatus just described, a
<EMI ID = 33.1>
bre treatment, the oven 50 being in its in � position.
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
o-Tubes "64, 66 and 68 start the heating cycle
<EMI ID = 36.1>
glass G reaches its predetermined temperature, as it is "read" by the pyrometer 70 measuring the surface temperature of the glass, the control relay 162 is activated and the delay circuit 166 comes into action,
<EMI ID = 37.1>
the worker the beginning of a cycle. At the same time, the delay circuit 166 also operates the cir-
<EMI ID = 38.1>
quence indicated below.
Delay circuit 176 actuates the valve
178 to solenoid to open the loading doors
90. Simultaneously, the delay circuit 186 begins to operate the motors 113 of the fans 107, in order to raise the air pressure which the latter must supply.
<EMI ID = 39.1> 182, which allows air to be brought under pro
<EMI ID = 40.1>
the solenoid valve 178, which allows the loading doors 90 to close and, on the other hand, the delay circuit 188 opens the valve 108, which allows the air coming from the fans 107 to pass through the chambers of pressure 101 and outlet nozzles 114 lice strike opposing surfaces of the glass. Delay circuit 190 actuates valve 194 to allow pressurized air from source 184 to enter.
<EMI ID = 41.1>
118 inwardly of the cylinders 120 and thus brings the oscillator 100 into its lower position. Simultaneously, the delay circuit 174 operates the motor 126, whereby the cams 124 impart circular orbital motion to the pressure chambers.
101.
The air is sent under pressure through the nozzles 114 which move with the pressure chambers
101 for a time sufficient for the desired tempering to be given to the glass sheet G. At this time,
the chrono-tripping circuit 188 causes the closing of the valves 108, the chrono-tripping circuit
186 stops operating the fan motors 107,
the timing circuit 192 stops operating
motor 126 and timing circuit 190 returns valve 194 to a position such that air, from pressurized source 184, is removed. sent by the pipes 121, which pushes the pistons 118 outwards, bringing the pressure chambers 101 with them.
At this phase of the cycle, the chrono circuit
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replace with the next carriage located on the track 10 and carrying an untreated glass sheet. When the next cart is in the appropriate position for processing the glass it is carrying, the timing circuit 176 again actuates the solenoid-controlled valve 178 to open the doors 90, and the timing circuit 180 am.
<EMI ID = 43.1>
air is supplied to the cylinder housed in the pillar 32, passing through the opening 38 of this cylinder in order to lift
<EMI ID = 44.1>
for the next cycle.
The introduction of cold glass and the associated trolley causes a drop in temperature
<EMI ID = 45.1>
operation of the heating coils 63 located in the upper, central and lower zones of the oven, respectively, until the level of heat radiated into the oven is brought to the appropriate setting value. The above-described cycle of operations is repeated for the new sheet.
It will be understood that various well-known circuits can be used to activate the timing circuits. For example, a series of switches controlled by cams can be rotated in synchronism, a series in which each of these switches triggers a single operation at the desired moment in the sequence. The end of each operation can
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sequenced time-tripping interrupter, such as that described in the United States patent
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rations, can be changed so as to trigger the operation of the various operations in their appropriate sequential relationship.
<EMI ID = 48.1>
ter special nozzles for projecting dispersions of metal salts which form metal oxides on contact with the heat-softened glass. These dispersions can be used in place of the air which is blown through the quench nozzles, or its dispersions can be applied, followed by a quench treatment. It is understood that, in all these variants, the general special heating means comprising adjustment elements which impart to the glass a particular predetermined temperature, before it is subjected to the subsequent treatment, as well as using the particular insulating device which forms part of the present invention.
Thanks to these devices, the glass is heated to the optimum temperature required by the subsequent treatment, regardless of the variations occurring in the line voltage supplied to the heating elements, variations in the thickness of the glass which make it necessary to expose it. to the effect of the heating elements during different times, variations � the temperature in the furnace as well as in the surrounding atmosphere, errors in judgment made by the worker, as well as the initial temperature of the glass and its support at the start of the cycle
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of heating.
CLAIMS
1. Glass processing apparatus, characterized
in that it comprises an oven, in which the glass is
brought to a temperature which substantially corresponds to the
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upper and lateral sides of this oven and comprising, internally, sheets spaced apart from each other
and made of a metal having low heat capacity, low emissivity and high reflectance, at temperatures between 260 [deg.] C and
the softening temperatures of the glass and, externally, of other sheets spaced apart from each other
and made of a metal having low heat capacity, low emissivity and reflectance.
<EMI ID = 51.1>