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La présente invention se rapporte d'une manière générale à la produc- tion du verre en feuilles ou verre à vitres et est relative plus particulièrement à des méthodes et appareils perfectionnés pour produire un tel verre avec un minimum de distorsion.
Le terme "verre à vitres" ou "verre en feuilles", tel qu'utilisé ici, est appelé à désigner un verre étiré plat, présentant des surfaces polies à la flamme, obtenues pendant la formation de la feuille, par opposition au "verre à glaces", qui présente des surfaces doucies et polies mécaniquement.
Comme on le sait, le verre en feuilles ou en vitres du commerce est produit en étirant une feuille ou un ruban à partir d'une masse de verre fondu, cela directement sous sa forme finale utilisable, ce verre ne nécessitant pas un traitement de doucissage ultérieur destiné à lui imprimer l'uni et la trans- parence requis. Or, un des inconvénients du verre étiré plat est constitué par les ondes ou ce qu'il est convenu de nommer "distorsion", qui apparaissent dans le produit fini. Cette distorsion est due à une épaisseur non uniforme, soit, en d'autres termes, à la présence de zones alternatives épaisses et minces dans la lame de verre. On connaît diverses variétés de distorsion sous diverses dé- nominations, qui ont été adoptées pour désigner des types de distorsion particu- liers.
Parmi ceux-ci on citera :"distorsion à grande longueur d'onde", "distor- sion à petite longueur d'onde"; on connait en outre le "martelage", le "battage", etc.
On est enclin à admettre que ces défauts de distorsion dans le verre en feuilles sont dus à la présence de conditions non uniformes et non contrôlées dans les fours à fabriquer le verre à vitres ; plusparticulièrement, on suppose qu'ils sont dus à l'absence d'un régime de température suffisamment uniforme d'un côté à l'autre du courant ou flux de verre en fusion qui s'écoule vers et dans la zone de formation de la feuille, ainsi qu'à l'influence nuisible de cou- rants d'air d'origine thermique ou de convection, qui se meuvent vers, le long et autour de la feuille nouvellement formée.
De plus, il a été démontré que les difficultés dues à la distorsion et, qui étaient jusqu'à présent considérées pour ainsi dire comme une caractéris- tique, ainsi que comme un mal nécessaire, inhérents à la production industrielle du verre à vitres, peuvent être éliminées moyennant un réglage approprié des conditions atmosphériques et de température à l'intérieur du four.
Partant de ce qui précède, le principal objet de la présente inven- tion consiste à réduire notablement, voire à éliminer complètement, les défauts dus à la distorsion dans le verre à vitres, ainsi que les problèmes que pose une telle distorsion pendant la fabrication du verre.
Un autre objet de la présente invention consiste à atteindre le but assigné plus haut, moyennant un contrôle spécial des déplacements de l'air à l'in- térieur du four à verre à vitres.
Un autre objet de l'invention consiste à favoriser la réalisation des objectifs recherchés, par un réglage correct des températures au sein du verre en fusion, dans toute la largeur du four.
Un autre objet consiste à améliorer de façon générale l'uniformité de la température dans les fours à verre à vitres, ainsi qu'à prévenir les ban- des, lignes, points, etc., chauds et froids alternatifs, dans le verre en fusion.
Dans les dessins annexés:
La fig. 1 est une vue partielle en plan d'un four à verre à vitres ou en feuilles, en particulier l'extrémité d'affinage et de travail de ce four.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale et verticale par la chambre de refroidissement du four de la fig. 1, cette coupe étant pratiquée sensiblement le long de la ligne 2-2 de la fig. 1.
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La fig. 3 est une vue partielle, en coupe transversale et verticale, de la chambre d'étirage de la fig. 1, cette coupe étant pratiquée suivant la lignE 3-3 de cette dernière figure.
La fig. 4 est une vue en coupe longitudinale prise essentiellement le long de la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale du prolongement de la chambre d'étirage représentée dans la fig. 4, ainsi que de l'extrémité avant du tunnel de recuisson ou carcaise.
La fig. 6 est une vue en plan, en coupe horizontale prise suivant la ligne 6-6 de la fig. 4.
La fige 7 est une vue de détail, à plus grande échelle, des rouleaux entraîneurs-calibreurs spéciaux suivant l'invention.
La fig. 8 est une vue partielle en coupe, prise à l'extrémité de la chambre de refroidissement, cette vue montrant un mode de réalisation de variante de la construction; et
Les figs. 9, 10 et 11 sont des vues en coupe longitudinâles par les chambres de refroidissement et les creusets d'étirage, suivant trois variantes d'exécution de l'invention.
Suivant la présente invention, il est prévu - dans un four continu à verre à vitres comprenant une chambre de fusion, une chambre d'affinage, une chambre de refroidissement et une chambre de formation comportant un compartiment de travail, le tout disposé bout à bout et de façon que toutes les chambres com- muniquent entre elles =.un.canal pour le verre en fusion prévu dans la chambre de refroidissement et s'étendant entre la chambre d'affinage susdite et le com- partiment de travail précité, canal dont la profondeur va en diminuant en direc- tion du oompartiment de travail, ainsi que des moyens pour isoler au moins une partie de l'atmosphère, située au-dessus du verre en fusion, contenu dans la chambre de refroidissement ci-dessus, d'avec l'atmosphère située au-dessus du verre en fusion dans la chambre d'affinage susdite.
Dans les dessins annexés, et plus particulièrement dans la fig. 1, on a représenté l'extrémité d'affinage et de travail d'un four continu à verre en feuilles, four dont l'ensemble est désigné par le chiffre de référence 18.
Les fours classiques de cette espèce comprennent en général un bassin de fusion 19 du type à récupération, chauffé au gaz, qui alimente en verre en fusion une ou plusieurs chambres d'affinage ou de conditionnement. Comme on le voit dans les dessins, on a prévu ici deux chambres d'affinage séparées par une paroi en fourche 20, une de ces chambres d'affinage étant représentée en 21. Bien que n'y étant pas limitée, la présente invention convient plus particulièrement en vue de son application à une machine à étirer le verre en feuilles, dite du type Colburn, et sera décrite à propos de cette machine. Ainsi, l'extrémité avant de la chambre d'affinage 21 est reliée par une chambre de refroidissement 22 à un creuset d'étirage 23, situé au-dessous d'une chambre d'étirage ou de formation 24 (figs. 3 et 4).
Dans le cas d'un four continu à bassin, tel que celui qui vient d'être décrit, une masse de verre 25 est mise en fusion dans le bassin de fusion 19 et s'écoule à partir de l'extrémité de fusion de ce bassin, vers et à travers la chambre d'affinage 21, à l'intérieur de laquelle ce verre est convenablement conditionné. Partant de la chambre d'affinage, la masse en fusion se meut à travers la chambre de refroidissement 22, où elle est ramenée progressivement à la température de travail et, finalement, parvient dans le compartiment de tra- vail ou creuset d'étirage 23, d'où une feuille ou un ruban de verre peut être étiré d'une manière continue .
Dans une machine classique à fabriquer le verre à vitres du type
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Colburn, le creuset d'étirage 23 est supporté sur des consoles 27 à l'intérieur d'un foyer de creuset 28 chauffé par les flammes de gaz fournies par les brûleurs 29 montés dans les parois 30 et traversant celles-ci.
Une feuille ou un ruban de verre 31 est étiré de façon continue vers le haut, à partir de la surface du bain de fusion, à l'intérieur du creuset d'éti- rage, avec ceci que, tout en étant encore à l'état semi-plastique, bien que sen- siblement constituée sous sa forme finale en tant que feuille, cette dernière est déviée vers le plan, horizontal, autour d'un tambour d'inflexion 32, pour passer ensuite sur un cylindre 33, dit fou ou intermédiaire, et traverser une chambre d'aplanissement 34, où ledit ruban est supporté et entraîné vers l'avant sur une série de rouleaux 35 de la machine, alignée horizontalement. En avançant, le ru- ban passe de la chambre d'étirage et d'aplanissement 34, dans une carcaise 36, où il est supporté et entraîné au moyen d'une série de rouleaux 35, alignés horizon- talement, jusqu'à ce qu'il soit convenablement recuit.
Dans la plupart des essais effectués jusqu'à présent et visant à améliorer le verre à vitres en ce qui concerne la distorsion, etc., on s'en est tenu à des mesures de correction uniquement dans et autour de la zone de forma- tion de la feuille. Bien que l'on soit enclin à admettre que ces mesures sont d'un intérêt considérable, on a constaté d'autre part que, pour obtenir les meil- leurs résultats, certaines mesures peuvent, et, plus exactement, doivent être prises loin en amont de cet endroit.
Pour mettre en évidence ce qui précède, on notera qu'il a été consi- déré à ce jour comme impossible de produire du verre à vitres exempt d'ondes ou stries transversales (ream), si l'on ne prévoyait pas de barres d'écumage dans la chambre d'affinage; en effet, il est devenu courant de prévoir ce qu'il est convenu d'appeler des poches à écume 38 dans les parois latérales 39 du four, poches qui remplissaient un rôle fonctionnel dans le four. De telles barres d'écu- mage remplissent un rôle utile; cependant, jusqu'à présent elles comportaient certains inconvénients et, de plus, il y a un arrêt de production de vingt minu- tes environ chaque fois que ces barres doivent être nettoyées.
Suivant la présente invention, il a été constaté qu'en introduisant l'air de refroidissement dans les poches d'écumage 38 à l'aide de tuyaux 40, on pouvait supprimer les barres d'écumage, tout en éliminant les stries transversa- les dans cette zone. De plus, l'air de refroidissement agit également dans le sens de la stabilisation de la température du verre en amont de la chambre de refroidissement, de façon à équilibrer les filets chauds et froids et à améliorer à la fois le rendement et la qualité du verre en fusion.
L'importance attribuée à l'élimination des stries transversales dans n'importe quelle opération visant à éliminer la distorsion se justifie évidem- ment par la présence de diverses espèces de verre, qui apparaissent comme un produit à stries, et sont la cause de l'apparition de cordes ou ondes dans la feuille de verre finie.
Une autre caractéristique importante de l'invention, et qui est en relation directe avec l'introduction de l'air de refroidissement dans la chambre d'affinage, consiste à disposer une barre d'arrêt 41, située en partie au-dessus, et en partie au-dessous du verre en fusion, à l'entrée de la chambre de refroi- dissement 22. Cette barre - qui, telle que représentée ici, affecte un profil de forme générale en L, peut comporter un renflement 42 sur l'extrémité supéri- eure de la branche verticale et un épaulement 43, de préférence oblique, sur la face supérieure de la branche horizontale - agit de façon à assurer un joint, à la fois hermétique et étanche, entre les chambres de refroidissement et d'affi- nage.
Cette obturation permet d'introduire dans la chambre d'affinage des quantités d'air de refroidissement suffisamment importantes pour atteindre le but déjà exposé, ainsi que pour neutraliser les effets nuisibles des variations
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de la pression dans la chambre d'affinage, variations qui résultent du renverse- ment de la flamme dans les récupérateurs. On a déterminé que ces variations de pression étaient jusqu'à présent largement responsables de la formation de zones de rayures transversales, en raison de l'alternance de courants d'air froid et chaud qui se suivent et de gaz de combustion d'un côté à l'autre du four.
Un autre avantage résultant de la possibilité d'introduire des quan- tités d'air de refroidissement accrues dans la chambre d'affinage réside dans le fait que cette disposition permet d'éliminer certains refroidisseurs à tubes, qui étaient utilisés antérieurement à proximité immédiate du verre, au voisinage de la zone de formation de la feuille, en vue de maintenir la vitesse d'étirage, mais qui, comme on l'admet généralement, déterminaient un "martelage" dans la feuille finie.
Etant donné sa forme particulière, la barre 41 produit également un reflux de verre chaud vers les bords latéraux des chambres de refroidissement et d'affinage, au voisinage de la surface du verre, reflux qui favorise l'éta- blissement d'un régime de température plus uniforme dans le verre dans toute l'étendue de la chambre de refroidissement. Ainsi, grâce à sa forme, cette barre détermine un flux descendant et ensuite un flux montant du verre en fusion, lors- que celui-ci pénètre dans la chambre de refroidissement 22, ce qui a pour résul- tat un refoulement continuel du verre en direction du rebord 43 de la barre et, dans le sens latéral, le long de ce rebord.
Lorsque le flux latéral diminue, le verre s'écoule à nouveau vers le bas et, en ce faisant, détermine un flux en retour du verre refroidi dans les zones marginales et au voisinage des parois latérales des chambres, de sorte que ce verre est soumis à un courant qui se di- rige vers Barrière et qui agit de façon à ramener le verre refroidi à la chambre d'affinage 21 et jusqu'au verre en fusion à haute température continu dans la zone de fusion du four.
Bien qu'étant généralement désignée par le terme de chambre de "re- froidissement", la chambre 22 pourra être plus correctement dénommée une chambre d"'évacuation de chaleur", vu que la température du verre traversant cette cham- bre est généralement abaissée, par suite d'un rayonnement de chaleur à partir de cette chambre, dans une mesure qui correspond au moins à un refroidissement positif . Par conséquent, on peut atteindre une meilleure uniformité de la tem- pérature en isolant les bords longitudinaux de la voûte 47 et les parois laté- rales 48, comme représenté en 47' et 48', respectivement.
De cette façon, le rayonnement à partir des zones latérales normalement plus froides, du courant de verre, sera retardé, et il est évident que l'isolant peut présenter une épais- seur et une superficie graduées de manière à assurer un retard contrôlé du rayon- nement thermique. La température dans la chambre 22 peut être encore mieux sta- bilisée par l'introduction de l'air de refroidissement dans cette chambre, éga- lement à travers les tubes 44, 45 et 46.
Comme montré de façon particulièrement claire dans la fig. 2, le tube 44 est disposé dans la voûte ou le toit 47 de la chambre, tandis que les tubes 45, placés en opposition, sont montés de manière à introduire de l'air à travers les parois latérales 48 de la chambre. Le tube 46 règne transversalement dans la chambre au voisinage de la surface du verre et est muni d'une fente 49 alignée dans le sens axial, formée dans la face inférieure de ce tube et dispo- sée de manière à diriger un courant d'air vers le bas, sur le verre.
En introduisant l'air de cette façon dans la chambre de refroidisse- ment, on peut "pressuriser" quelque peu cette dernière, de façon à empêcher l'en- trée de l'air extérieur. En d'autres termes, la pression de l'air introduit à travers les tubes 44, 45 et 46 peut être proportionnée de façon à établir un état statique le long des parois 48 de la chambre. D'autre part, les tubes 45 et 44, étant sous une même pression, stabilisent l'air ambiant à l'intérieur de la cham- bre et d'un côté à l'autre de la surface du verre. Ceci tend à égaliser la tem- pérature de la surface, tandis que l'air émanant de la fente 49 du tube 46 peut
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être réglé de façon à réduire uniformément la température de la surface du verre en fusion qui s'écoule au-dessous, et à contribuer à l'égalisation de cette tem- pérature.
L'intérêt de cette introduction réglée de volumes d'air dans la cham- bre de refroidissement et de la pressurisation plus ou moins effective de l'at- mosphère dans cette chambre, sera mieux compris si l'on considère que les influ- ences extérieures, telles que la pression barométrique, qui varient d'heure en heure, agissent normalement de façon à susciter des conditions de pression non équilibrées entre l'atmosphère extérieure et celle qui règne dans le four. Ceci entraînait jusqu'à présent, du moins périodiquement, un influx préjudiciable d'air chargé de poussières, venant de l'extérieur, à travers les éléments de la paroi du four, en créant ainsi une turbulence indésirable dans l'atmosphère de ce four.
De plus, et vu que l'intensité de l'action due à l'état non équilibré. de la pression varie d'un bout à l'autre de la zone de la voûte de la chambre, il en résulte des courants d'air dirigés vers le bas, qui modifient les carac- téristiques thermiques de la surface du verre, de façon à les rendre non unifor- mes, ce qui aboutit à la formation de zones de verre relativement froid, même dans les régions à température normalement élevée.
L'introduction de l'air de refroidissement dans les chambres d'affi- nage et de refroidissement par les divers trajets qui viennent d'être décrits, ainsi que la manière particulière dont cet air est contrôlé et appliqué, entrent dans le cadre de l'objectif général de la présente invention, lequel consiste à égaliser la température du courant de verre en circulation, dans toute la lar- geur de ce courant, en assurant ainsi une consistance sensiblement uniforme dans le courant de verre en fusion, dans toutes les couches de celui-ci, dans n'impor- te quelle tranche transversale.
Une autre disposition qui concourt dans ce sens et qui agit également de façon à déterminer, sur la surface du verre, ce qu'on peut dénommer "une couche refroidie", constribuant ainsi à maintenir la vitesse d'étirage requise, consiste en la série de tubes de refroidissement superposés 50, voisins de l'ex- trémité de sortie et très proches de la paroi en bout 51 de la chambre de refroi- dissement. Comme montré de façon particulièrement claire dans les figs. 2 et 4, ces tubes sont formés de manière à présenter une section centrale 52 incurvée vers le bas et qui se rapproche très fortement de la surface du verre en fusion, ces tubes comportant en outre des tronçons latéraux 53, disposés à une distance légèrement plus grande au-dessus du courant en fusion.
Ces tubes sont de préfé- rence refroidis à l'eau, et agissent de façon à évacuer de la chaleur de la zone centrale, relativement plus chaude du flux en fusion et à réduire ainsi la tem- pérature de cette zone, cela à un degré plus important que la température des zones latérales, relativement plus froides.
Un autre moyen pour élever la température du verre marginal jusqu'à celle du courant médian peut être constitué par des électrodes 55 disposées dans les zones latérales du verre en fusion, au-dessous de la paroi 51 et de chaque côté de celle-ci, ces électrodes étant suffisamment espacées pour déterminer la passage d'énergie électrique à travers le verre en fusion qui s"écoule entre elles, de façon à chauffer ce verre par effet Joule. Les électrodes 55 sont de préférence logées légèrement au-dessous de la surface du verre, et leur nombre peut éventuellement aller en augmentant le long des parois de la chambre de re- froidissement.
En effet, des électrodes supplémentaires, comme indiqué en 56, peuvent être employées à une plus grande profondeur dans le verre, pour produire l'effet de chauffage et pour porter plus rapidement le verre marginale à la tem- pérature voulue.
On peut considérer que la caractéristique de réglage la plus impor- tante, relative à la chambre de refroidissement, consiste à munir celle-ci d'un fond incliné ou oblique 57 qui, comme montré ici, s'étend de préférence sur la majeure partie de la longueur de la chambre de refroidissement. Afin de mieux
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comprendre la fonction de ce fond incliné, il convient de noter qu'une des carac- téristiques des machines à étirer le verre en feuilles, du type Colburn, réside dans un creuset d'étirage ou réceptacle de travail, relativement peu profond, à partir duquel est étiré le ruban de verre.
Une des fonctions principales de la chambre dite de refroidissement, en corrélation avec une telle machine - en plus de sa fonction principale, qui consiste à réduire la température du verre jusqu'à un niveau correspondant à l'étirage - est de constituer un canal à travers lequel le verre en fusion s'écoule d'une chambre d'affinage relativement profonde vers un creuset d'étirage relativement peu profond.
Jusqu'à présent, cette différence de niveau se traduisait par la présence d'un gradin abrupt à l'extrémité de sortie de la chambre d'affinage et d'un second gradin, légèrement plus progressif, mais cependant encore assez raide, généralement sous la forme dite en "col d'oie", entre la sole de la cham- bre de refroidissement et le fond du creuset d'étirage.
Cependant, on a constaté que des résultats améliorés de.façon surpre- nante, à tous les points de vue, y compris ceux qui concernent les problèmes de distorsion, ont été obtenus par le remplacement de l'ancien fond à gradin de'la chambre de refroidissement par un fond long et incliné. Le premier effet de cette disposition inclinée consiste à permettre un écoulement uniforme et calme du verre de la chambre d'affinage vers et à travers la chambre de refroidissement ainsi que vers le creuset d'étirage, ce qui élimine efficacement toute formation importante de verre dévitrifié ou de rebut dans la chambre de refroidissement et autour de celle-ci.
Comme il a été indiqué plus haut, la caractéristique essentielle.. de la disposition suivant l'invention semble résider dans le fait que le change- ment de niveau entre la paroi de fond de la chambre d'affinage et la paroi de fond du creuset soit progressif et continu et ne comporte pas de différences de niveau brusques ni de solutions dans la continuité du flux du verre à mesure que la profondeur du canal décroît depuis celle de la chambre d'affinage jusqu'à celle du creuset d'étirage.
La longueur proprement dite du fond incliné de la chambre de refroidissement semble avoir une importance moindre, vue que d'excel- lents résultats ont été obtenus dans les cas où le fond incliné 57 de la chambre de refroidissement s'étendait à partir du tronçon de fond 58, ayant la même obli- quité, de la chambre d'affinage, et aboutissant lui-même au fond qui correspond à la pleine profondeur de la chambre d'affinage, comme montré dans la fig. 9 ;
on a également obtenu de bons résultats là ou le fond incliné 57 de la chambre de refroidïssement se terminait à l'extrémité d'admission de la chambre de refroi- dissement, comme montré dans la fig. 10, ainsi que là ou ce fond se terminait à une certaine distance vers l'intérieur par rapport à cette extrémité de la chambre de refroidissement, par un tronçon plan ayant la même profondeur que la chambre d'affinage, comme représenté dans la fig. 11.
En tout cas, il existe une corrélation définie entre l'inclinaison de la chambre de refroidissement et l'emplacement de la barre 41. Ainsi, il ap- paraît que cette barre doit être disposée par rapport au fond incliné 57 de fa- çon à assurer une profondeur de verre suffisante au-dessous de la barre. Les résultats pratiques indiquent qu'il faut au moins 12 pouces (30,48 cm) de verre entre la face inférieure de la barre 41 et le fond de la chambre de refroidisse- ment, mesurés à l'aplomb de cette barre, pour assurer un fonctionnement tout à fait satisfaisant.
Il ressort, de ce qui précède que le fond incliné de la chambre de re- froidissement et les électrodes latérales à l'extrémité de sortie de la chambre de refroidissement exercent des fonctions quelque peu analogues et de double emploi. En d'autres termes, chacune de ces différentes caractéristiques agit de manière à éliminer le verre de rebut et à réduire le traînage marginal. Cette disposition est extrêmement importante en ce qui concerne l'élimination de la distorsion, vue qu'elle permet de réaliser un écoulement uniforme du verre le
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long du canal à profondeur décroissante, qui existe entre la chambre d'affinage et le creuset d'étirage et, par conséquent, contribue à maintenir une température uniforme sur toute la largeur du verre en fusion qui se meut à travers le canal rétréci.
L'effet cumulatif des divers éléments de réglage qui ont été décrite jusqu'ici consiste à amener le courant de verre en fusion au creuset d'étirage 23 à l'état proprement conditionné, exempt de défauts et à une température uni- forme d'un degré compatible avec l'épaisseur et la vitesse avec lesquelles la feuille ou le ruban de verre 3*! est étiré.
Il convient de souligner une fois de plus l'extrême importance que présentent, en vue de la prévention des défauts de distorsion dans le ruban de verre fini, le traitement contrôlé décrit ci-dessus et la manière dont est cana- lisé le courant de verre. Il convient d'admettre que les dispositions adoptées à partir de ce point, en particulier dans la zone proprement dite de la forma- tion de la feuille et dans la région dans laquelle le verre étiré passe de l'état de fusion à l'état solide, jouent également un rôle extrêmement important et que leur action, dans certains cas du moins, peut même être considérée comme étant plus critique que celle des dispositions relatives au pré-façonnage.
D'autre part, il a été découvert que les meilleurs résultats en ce qui concerne la prévention des défauts de'distorsion dans la fabrication indus- trielle du verre à vitres ont été obtenus lorsqu'on a appliqué une combinaison appropriée de techniques de pré-étirage, d'étirage et de post-étirage.
On peut admettre qu'une des dispositions les plus importantes, en ce qui concerne l'étirage proprement dit ou le façonnage du ruban de verre - pour autant qu'elles se rapportent à la prévention des défauts de distorsion dans le verre en cours de fabrication - consiste dans le fait de maintenir la chambre de formation ou d'étirage 24, dans laquelle a lieu l'étirage du verre, aussi close que possible. De cette façon, on peut maintenir une atmosphère essentielle- ment calme dans et autour de la feuille nouvellement formée et contrôler conve- nablement tous les mouvements de l'air qui peuvent être provoqués dans cette zone.
Comme montré dans les figs. 3, 4 et 6, la chambre d'étirage 24 et la chambre d'aplanissement 34, qui lui fait suite, sont normalement délimitées et partiellement closes par une paroi en bout 51, qui constitue également la pa- roi en bout de la chambre 22, par des parois latérales 59, disposées l'une en face de l'autre et par une voûte ou toit 60. Le fond de la chambre d'aplanisse- ment 34 est obturé par une paroi 61, tandis que le fond de la chambre d'étirage 24 est essentiellement isolé parrapport au creuset d'étirage par des auvents classiques 62 et 63 respectivement antérieur et postérieur, auvents qui agissent également de'façon à délimiter, entre leurs faces opposées 64 et 65, la zone de formation proprement dite 66 de la feuille dans la chambre d'étirage 24.
Des regards ou ouvertures d'observation 67 sont prévus dans les pa- rois latérales 59, ces ouvertures pouvant également servir à relier certains des mécanismes de travail de la machine à étirer aux organes de commande situés à l'extérieur de cette chambre. Il est toutefois courant de munir ces ouvertures de parois d'obturation transparentes (non représentées), comportant des parties qui s'adaptent intimement autour de n'importe quel organe traversant ces parois, en isolant la chambre d'étirage efficacement contre tout déplacement important ou tout laminage d'air vers cette chambre, ou hors de celle-ci, en ces points de traversée.
Dans la pratique des machines du type dit Colburn, il convient de prendre des mesures pour empêcher la dévitrification du verre dans l'extrémité arrière ou close, relativement stagnante, du creuset d'étirage. Jusqu'à présent, il était courant de conformer la face intérieure de la paroi postérieure du foyer 28 du creuset et la face inférieure de l'auvent postérieur 63, de façon telle que les gaz chauds et les produits de la combustion, provenant du foyer du creuset,
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se dirigent latéralement, et ensuite vers le bas, par dessus de la paroi posté- rieure 68 du creuset d'étirage, jusque sur la surface du verre en fusion, voisine de cette paroi.
On a cependant constaté que cette méthode antérieure, qui consiste à élever la température du verre dans l'extrémité postérieure du creuset d'étirage constitue une cause importante de souillures, de courants d'air non contrôlés et d'autres circonstances qui déterminent des défauts. Conformément à la présente invention, il est préconisé d'isoler complètement le foyer du creuset d'avec la zone située au-dessus du verre en fusion et à établir un trajet différent pour l'évacuation des produits de la combustion hors de ce foyer.
Comme indiqué d'une façon particulièrement claire dans la fig. 4, ceci peut être obtenu par la prévision d'une cloison ou paroi 69 en T renversé, qui s'étend entre la face supérieure de la paroi postérieure du creuset d'étirage et la face inférieure de l'auvent 63, cette paroi étant combinée avec des canaux 70 pratiqués dans la paroi inférieure 61 et reliés à un conduit approprié 71 (fig. 5) allant à un ventilateur-aspirateur classique ou à une cheminée (non re- présentés). Un thermocouple 71' peut être disposé dans les canaux 70, pour con- trôler la température des gaz qui traversent ceux-ci, en réglant le système d'as- piration.
Cette manière.d'aspirer les produits de la combustion hors du foyer du creuset sert en outre à s'opposer à la tendance qu'ont normalement les gaz chauds qui s'élèvent depuis ce foyer, à s'infiltrer dans la chambre d'étirage, en rai- son de l'action de "cheminée" qui s'exerce dans cette chambre.
La paroi verticale 72 de la cloison 69 est de préférence établie aus- si mince que possible, sans en diminuer la rigidité mécanique, afin que cette pa- roi puisse transmettre une aussi grande quantité que possible de chaleur radi- ante vers l'espace situé au-dessus de l'auvent 63, soit, sur la surface du verre en fusion contenu dans le creuset d'étirage. Cependant, et en dépit de cette mesure, l'isolement du verre contenu dans le creuset d'avec le foyer du creuset peut avoir pour résultat une température insuffisante du verre à l'arrière du creuset d'étirage.
Pour éliminer ce risque, et afin de mieux égaliser la température du verre en fusion dans le creuset d'étirage d'un bout à l'autre de celui-ci, on prévoit des électrodes 73. Ces électrodes sont de préférence disposées dans la zone des coins postérieurs du creuset d'étirage et peuvent être insérées à travers les parois latérales de ce dernier, ou bien, et comme montré dans la fig. 4, être supportées de manière à s'étendre vers le bas, pour plonger dans le verre en fusion. Le courant étant appliqué, l'énergie électrique est amenée à se diri- ger de l'électrode située dans un angle du creuset vers l'électrode placée dans l'autre angle de celui-ci, en chauffant ainsi le verre, le long de la partie postérieure du creuset, par effet Joule.
Toutefois, l'expérience a démontré que, lorsque les électrodes sont disposées de la manière indiquée dans les dessins, la majeure partie du courant s'écoule depuis les électrodes, à travers les por- tions marginales du verre contenu dans le creuset, à travers les dispositifs entraîneurs-calibreurs 74 et 75, à travers le ménisque de la feuille qui s'élève, jusqu'aux dispositifs entraîneurs-calibreurs correspondants prévus sur le côté opposé et, de là, à travers la masse de verre située dans le bord latéral du creuset, pour aboutir à l'autre électrode.
Ce sens d'écoulement du courant favorise notablement l'obtention de la température appropriée du verre en fusion dans et autour du ménisque, par le fait qu'il empêche le refroidissement excessif du verre par les dispositifs entraîneurs-calibreurs, tout en favorisant d'autre part le maintien d'une tem- pérature uniforme dans toute la masse du verre en fusion qui se transforme effec- tivement en feuille montante.
Dans ce même but, les auvents 62 et 63 peuvent être isolés, comme montré en 62' et 63', de manière à favoriser l'égalisation de la température d'un
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côté à l'autre du courant de verre, au-dessous de l'auvent 62, de façon à retar- der les pertes de chaleur par rayonnement à partir du verre, au-dessous de l'au- vent 63, dans l'extrémité stagnante du creuset d'étirage.
En plus de sa fonction consistant à séparer une partie de la section inférieure de la chambre d'étirage 24 d'avec le creuset d'étirage, la partie supérieure de l'auvent 63 exerce également celle qui consiste à séparer partiel- lement la partie de la chambre d'aplanissement 34 située au-dessous du brin ho- rizontal de la feuille de verre 31 d'avec la partie de la chambre d'étirage 24 située immédiatement au voisinage de la zone de formation de la feuille 66. Pour compléter la séparation dans cette zone, il est prévu une barre 76 montée sur l'auvent et présentant une surface supérieure courbe 77, dont la courbure est sensiblement conforme à celle du rouleau fou 33.
Comme montré dans la fig. 5 la partie inférieure de la chambre d'a- planissement 34 est séparée de la carcaise 36 par une paroi en'brique 78, tandis que la partie supérieure de cette chambre est séparée de la carcaise par un ri- deau 79 établi en une matière flexible, telle que des fibres de verre, ce rideau étant suspendu de façon à pouvoir être ajusté verticalement au moyen de câbles 80, depuis un arbre 81 monté à rotation. Un second rideau ajustable 79' peut être utilisé, seul ou conjointement avec le rideau 79, pour séparer la zone d'aplanis- sement et la carcaise d'avec la zone d'étirage, au-dessus du brin horizontal du ruban de verre.
Afin de permettre, le cas échéant, une évacuation d'air ou de gaz hors de la chambre d'étirage 24 et de la chambre d'aplanissement 34, il est pré- vu une cheminée ou un manche 82 (fig. 5) muni d'un clapet obturateur ajustable 83, permettant de régler avec précision l'échappement à travers cette cheminée.
En ajustant convenablement la plaque obturatrice 83, on peut empêcher des mouve- ments d'air non contrôlés, tout en établissant et en maintenant une action de "tirage" très minime à travers les chambres d'étirage et d'aplanissement. Tout en assurant l'évacuation requise de gaz ou d'air hors des chambres 24 et 34, la cheminée 82 constitue également un moyen pour dériver et évacuer l'air qui aurait pu sans cela s'infiltrer dans l'extrémité de décharge de la chambre d'aplanisse- ment, soit de l'extérieur, soit depuis la carcaise 36.
Une action analogue, consistant à dériver et à évacuer l'air entrant, qui aurait pu s'infiltrer à travers la carcasse de la machine par suite de vari- ations de pression dans l'atmosphère ambiante est exercée par des tubes d'échap- pement 84'disposés de part et d'autre de la chambre d'étirage, dans la zone de formation de la feuille (fig. 4). Il a été constaté qu'une telle disposition of- fre un intérêt considérable, étant donné qu'il est virtuellement impossible d'é- tablir une carcasse complètement hermétique dans les fours ou machines pour la fabrication du verre.
L'air peut être évacué de la chambre d'étirage 24 par divers moyens et à partir de divers points ; on a obtenu jusqu'à présent les meil- leurs résultats en utilisant une paire de tubes de purge contrôlés indépendamment, sur les côtés opposés de la chambre et disposés chacun sur un côté de la feuille, au voisinage immédiat de la surface du verre en fusion.
Il va de soi que la dérivation de l'air, comme décrit ci-dessus, ne représente qu'une des fonctions des tubes de purge d'air 84. Une autre fonction, plus importante encore, consiste à maintenir une pression statique, ou légère- ment inférieure à la pression atmosphérique, à l'intérieur de la chambre d'étira- ge, en particulier dans la zone de formation de la feuille. Ceci offre un inté- rêt considérable en ce qui concerne le maintien d'une atmosphère calme autour de la feuille fraîchement formée et la prévention de mouvements d'air indésirables et non contrôlés, ainsi que de courants de convection.
Dans le même ordre d'idées, l'aspiration exercée par les tubes 84 peut être réglée, en corrélation avec l'action de la cheminée 82, de façon à éliminer complètement tout effet de tirage
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à l'intérieur de la zone de formation proprement dite de la feuille et à mainte- nir une atmosphère relativement calme pour le ruban de verre, depuis son point de formation jusqu'à la carcaise.
Avant de clore le chapitre relatif aux carcasses des machines et au réglage des mouvements d'air à l'intérieur de ces carcasses, il convient de sou- ligner que, dans la marche des machines à étirer le verre du type dit Colburn, il est courant de diriger des flammes de gaz sur la feuille nouvellement formée, ou vers le voisinage de cette feuille dans le but de contrôler la température ou la plasticité du verre ; d'autre part, il a été constaté que la présence de telles flammes de gaz à l'intérieur de l'enceinte de la machine intervenait à un degré considérable dans l'apparition de mouvements d'air indésirables à l'intérieur de ces enceintes.
Néanmoins, il importe beaucoup de prévoir des moyens adéquats pour le chauffage localisé du ruban de verre, ce qui peut être réalisé en remplaçant les brûleurs par des moyens de chauffage électriques, chaque fois où il s'agit de chauffer sélectivement le ruban de verre à l'intérieur des enceintes, cette solution éliminant.d'autre part, les inconvénients dus aux brûleurs à gaz.
Ainsi, les éléments de chauffage à résistances électriques 85 peuvent être prévus sur les côtés opposés de la feuille montante, au voisinage des bords de celle-ci, dans le but de chauffer les bords de la feuille immédiatement avant que cette dernière n'atteigne le tambour d'inflexion. Des éléments de chauffe analogues 86 peuvent être prévus de manière à agir sur les bords de la feuille au moment où le verre subit effectivement une inflexion qui le fait passer du plan vertical dans le plan horizontal ; corps de chauffe 87, de même espèce, peuvent être employés pour contrôler la température des bords de la feuil le, pendant que ceux-ci pénètrent dans la chambre d'aplanissement.
On notera qu'un grand nombre de détails de la machine classique à étirer le verre en feuilles, du type Colburn n'ont pas été représentés dans les dessins annexés à la présente demande de brevet, tandis que de nombreux autres détails ont été représentés, mais n'ont pas été décrits, vu qu'ils n'ont pas été créés par les auteurs de la présente demande et qu'ils ne sont pas indispensa- bles à la mise en oeuvre de l'invention. A cette dernière catégorie appartiennent les refroidisseurs de ruban 88 et le refroidisseur de rouleau d'inflexion 89, tous ces refroidisseurs étant employés couramment, sous une forme ou une autre, lors de la production du verre à vitres par la méthode Colburn.
Ceci s'applique également aux rouleaux entralneurs-calibreurs dont il est question plus haut, pour autant qu'il s'agisse de la sujétion de la présente invention vis-à-vis d'une forme déterminée quelconque de dispositifs entraîneurs- calibreurs. En effet, on a expérimenté un grand nombre de divers types de dispo- sitifs entraîneurs-calibreurs, qui ont même été employés sur une chaîne indus- trielle dans les machines du type Colburn. Dans tous les cas ces dispositifs saisissent les bords de la feuille de verre montante au niveau du ménisque et agissent de manière à vaincre la tendance, manifestée par la feuille, à se ré- trécir jusqu'à ne former qu'un filament.
Il semble que la forme de construction la plus répandue et la mieux connue des dispositifs entraîneurs-calibreurs com- porte des cylindres dits "moletés"; il est préférable d'employer des dispositifs entraîneurs-calibreurs de ce type général lors de la mise en oeuvre de l'inven- tion.
D'autre part, l'emploi d'une exécution nouvelle et particulière du dispositif entraîneur-calibreur, sous la forme de cylindres ou rouleaux, en com- binaison avec d'autres caractéristiques de l'invention, peut effectivement avoir une part dans l'élimination de certains défauts de distorsion qui, sans cela, se présenteraient dans la feuille finie. Ceci provient de ce que ces divers cy- lindres entraîneurs-calibreurs éliminent - comme on l'a constaté - les rayures ou les ondes au voisinage des bords de la feuille, ondes qui caractérisaient la
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feuille produite à l'aide des cylindres moletés classiques, tout en agissant dans le sens de l'élargissement, de la feuille, ce qui constitue leur objectif principal.
Ce dispositif entraîneur-calibreur spécial, représenté de façon par- ticulièrement claire dans la fig. 7, comprend une paire de cylindres moletés 74, analogues aux cylindres moletés classiques, ainsi qu'une paire de cylindres lis- ses 75, d'un diamètre moindre que les précédents, disposés au voisinage de la ra- cine de la feuille 31.Les paires de cylindres 74 et 75 peuvent être refroidies à l'eau ou à l'air, de tels cylindres fonctionnant cependant de façon satisfai- sante sans aucun refroidissement. Les cylindres 75 de la paire auxiliaire ou in- férieure sont écartés suffisamment pour ramener l'épaisseur du ménisque, désignée par A, à une épaisseur moindre, désignée par la lettre B. Les cylindres lisses 75 et les cylindres moletés 74 sont entraînés de façon positive, de préférence à la même vitesse de rotation.
Cependant, les vitesses périphériques des deux paires de cylindres sont différentes, et le bord C de la feuille sera soumis .à un "étirage" défini, imposé par le fait que les cylindres 75 possèdent un diamètre inférieur à celui des cylindres moletés, supérieurs, 74, Ainsi, les cylindres 74 sont amenés à étirer et à étendre le verre entre les paires de cylindres, afin d'amincir le bord C. Dans la pratique, ceci donne lieu à une feuille de verre offrant une plus grande largeur de verre pouvant être accepté pour l'emploi, tout en réduisant notablement les défauts dus aux rayures ou ondes.
Un mode de réalisation de variantes du système de clôture pour l'ex- trémité de sortie de la chambre de refroidissement 22 a été représenté dans la fig. 8. Cette solution consiste principalement en ce que le refroidisseur tubu- laire 50, représenté dans la fig. 4, est remplacé par un bloc 90 affectant une forme générale en L. Le bloc 90 ressemble beaucoup au bloc 41 prévu à l'extré- mité d'entrée de la chambre de refroidissement, sauf que, comparativement à celui-ci, il est légèrement plus petit, présente une face postéro-inf érieure 91 arrondie, en vue de faciliter le mouvement du verre en fusion qui s'écoule sous lui, et est muni d'un orifice 92 destiné à accueillir une barre de support 93.
Le bloc 90 fonctionne de la même manière que le bloc 41, c'est-à-dire, de façon à établir un joint ou "bourrage", hermétique et étanche, pour l'extrémité de sortie de la chambre de refroidissement, et à canaliser le verre relativement chaud, au milieu du courant, vers les parties marginales, ainsi que vers l'ar- rière, entre celles-ci, en un flux latéral et dirigé vers l'arrière, de verre de surface, le,long de l'épaulement 94.
Pour assurer un écartement suffisant entre la paroi de fond du bloc 90 et le fond continu de la chambre de refroidissement (écartement qui ne doit pas être inférieur à 6 pouces (15,24 cm), on peut se trouver dans l'obligation, non seulement de réduire les dimensions du bloc, mais aussi de prévoir des angles d'inclinaison différents pour les plans inclinés 95 et 96 de la sole de la cham- bre de refroidissement, les deux pentes se raccordant exactement à l'aplomb du bloc 90, comme indiqué en 97.
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