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,,procédé et appareillage de régulation de la température de matières thermofusibles"
La présente invention vise un procédé pour délivrer un matériau en fusion tel que du verre en vue d'une opéra- tion telle que la formation de : @, travers une zone de régulation de la température du matérias, en quantité corres- pondant à celle utilisée par ladite opériation, procédé com- prenant l'application d'air froid sur le flet de matériau dans ladite zone, et comprenant on outre l'application de gaz de combustion chauds sur le flot de matériau dans ladite zone.
.Elle vise également un appareillage pour la mise en oeuvre dudit procédé comprenant au moins un canal pour le matériau en fusion, un tuyau d'amenée d'air froid, un tuyau d'amenée de gaz de combustion chaud, des soupapes de réglage des débits d'air froid et de gaz chaud.
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Le procédé ot l' ap1;)t'1",l J.l(;J,g: se'.;-s ..' Y:ve4:; i vi1 '. principalement conçus pour rf:(p.1.ler 1.... tG:pr2.t\..:r ::L .. dév.trifiables, anollisabi e<o 1> la r:;hfll.. "7'; .n partie'.-'., verre, après qu'elles ont 4té fondues uffin-30-c, e"'' T/r d'en formcr des corps et en particulier, àe petits ,,1)'1.';,"'\-: allongés ou des fibres, Dans la te#h:.i: de fusion t ..^-n pour produire d@s fibres de verre, une Misse de verre' dst fondue et est affinée dans une grande cuve avant d'être di- rigée vers des avant-creusets desquels elle s'écoule dans un certain nombre de dispositifs de formation de fibres.
Dans la cuve de fusion, le verre est retenu assez longtemps pour as surer sa fusion complète et pour permettre aux bulles de gax emprisonnées dans le verre @e SI élever: la surface et de s'échapper. Pour atteindre ces objectifs, la tempériture du verre est portée à plusieurs centaines de degrés au-dessus de la température minimale à laquelle, autrement, on peut le considérer comme fondu. Toutefois, à des températures aussi élevées, la viscosité du verre est trop faible pour qu'il puisse être utilisé pour former des corps et, en par-- ticulier, des fibres. Un refroidissement est alors nécessai- re pour abaisser la température du verre à un point auquel on obtient une viscosité convenable pour le formage ou le .profilage.
Après que le verre a été fondu et affiné, il est sou- tiré de la cuve par un ou plusieurs canaux principal situés à l'extrémité de celle-ci, à un point éloigné de celui ou la charge est introduite. Au moins une zone de régulation de température est établie dans le canal principal, zone dans laquelle la température du verre est abaissée au-dessous de celle à lpquelle il quitte la cuve. Cette température infé-
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rieure est égale à la température du formage dans le cas où l'on n'utilise qu'une seule zone de régulation.
Quand deux ou plusieurs zones sont utilisées, la température in-
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teffiédi0ire du verre après la première zone, est inférieure b. cl;:11e à laquelle il quitta la cuve, tout an étant encore supérieure à la température de formage, la tempérpfure du verre étant abaissée à la tem.pérature de formage dans la seconde zone.
Un '.5: G'!?CiLe21' UUS::'cGrub..e est habituellement nié- cesseiré pour abaisser la température du verra à celle ou la viscosité qui convient pour le formage peut ê tre obtenue.
C'est ainsi,par exemple,que le peut quitter la cuve
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de fusion après l'affinage à une tm:;hr8.ture de 1230 , alors qu'une température de 11050 est exigée aux stations de form- ge.Lorsqu'une grande quantité de verre s'écoule à trrvers le canal entre la cuve ut les stations, un refroidissement en-
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core plus intense est néc<:.ss9.:i.r(;. Par contre, lorsque la ca-. dence à laquelle les corps ou les fibrcs sont faites est faible et lorsque le verre ne s'écoule que lentement entre la cuve et les stations,alors un refroidissement beaucoup
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moins intense est exigé.
Ceci est non seulùm'nt dû au fait de la moins grands messe de verre impliquée, mais également, de c# qi; 18 vurrc tejjd à refroidir nturcll0m.nt par dissip-'bioïl de shêleur vn tS la cuve 0t les stations et. de C0 que plus le ffi0t,'F.'::¯1'lt: est 1-',nt, plus les purtes de chpisur sent grandes. A â : '.i.di. ie:o:iT:Ii v la vitesse d'écoulement du verre entre la cuve et 1,is stations 8,-:C suffisaEirtbnt faible pour que la -;;e,np(::.'rcturG du verre s'abaisse de façon excessive, principaleccnt à. cause dos pertes Óc .':4i.'.ï.l:t3.i travers 1.: s parois é.1]. canal o Dans un tel cas, ( lu chaleur doit Cure
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fournie par l'appirvil de régulation de température pour que la tcmplr2tur du verre soit maintenue à la température de formage voulue.
Dans les appareils de régulation de température
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utilises auparavant on ,'i,lïE;vt3',jr:"i; des moyens pour refroidir ils pour chauffer le 1J&X'r,- dans in:>s zone: de régulation .:le température. Les moyens de refroidissement, n8.bi t1.1.ellornt sous la forme d'air de rcfrold.isst:;mc1t, étaient actionnes en altsrn2TICe ls..'t3 les moyens ce chauffage, constitués habi- oYi=3,le:oecn.i par des brûleurs cà .-'!'31:a'cnt. On a trouve toute- fois, eu'.; ce modu de func'.vnn:4rt avait pour résultat un manque de régulation de la température du vcrre en particu-
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lier, quand on passait du minimum de chauffage au rdnimum de rofroidissement.
Selon l'invention, l'appareil de contrôle de tempéra- ture mentionna ci-du sus fonctionne d'une manière telle que les moyens de chauffage et de refroidissement sont actionnas conjointement, l'air de refroidissement et les gaz de com- bustion étant tous deux régules de façon régulière entre les réglages minima et maxima.
De plus, l'air de refroidissement
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et le m an:E combustible sont régulés de manière que même Quand l'un fonctionne a sa capacité maximale, l'autre n'est :1ë::.f'1aÍr:J empiétement arrûtéf mais continue a fonctionner a un -,.. i'; pourcuntr-fyB de sa :^>=c.tC, . 5 ou 10 ive p±1r exemple. ce faire 9 le procède selon l'invention a .. caraco- >::c'i:;'iJ ¯.W3c;:1'.¯?c:..i.?:Li3' ßa c,, que l'on amené simultanément et co?'dtnH11"'m\..nt à la fois de l'air froid et des gaz chauds sur le in fusion dans ladiTe zone, et en ce que l'on fait varier au moins l'un des volumes de l'air et du
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gaz pour maintenir la tcmpéreture du flot de matériau en
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aval à une valeur déterminée le plus souvent constante.
A son tour, l'appareil solo... l'invention se carac- térise par la présence d'un régula'-sur unique sensible à la température aval du matériau qui commande simultanément et continuellement lesdites soupapes outre une position de débit maximum et une position de débit minimum non nul.
Le procédé et l'appareillage selon l'invention entraî- nent des frais de fonctionnement un peu plus élevés à cause de la quantité supplémentaire d'air de refroidissement et de carburant nécessaires pour le réglage minima. Toutefois, ce procédé et cet appareil permettent de réguler plus étroi- tement qu'auparavant la température du verre, ce dont résul- te une opération de formage améliorée qui compense largement l'augmentation des frais de carburant et d'air de refroidis- sement. Ceci st rndu possible principalement du fait que le verre n'est pas soumis à la gemme extrême de températures avec ls produits de combustion chauffés, par exemple,
à -une température de 1300 ou de l'air de refroidissement qui est;, par exemple, à 32 C, comme c'était le cas auparavant.
Le choc thermique inhérent au mode de fonctionnement anté- rieur gênait les opérations de fermage et surcorrigeait souvent une différence de températures dans le verre, avec pour résultat des vitesses de production plus lentes et des produits de qualité inférieure. De plus, les risques de dé- vitrification de. la surface du verre dus à un contact di- rect avec un air de refroidissement non modéré sont aussi éliminés.
D'autres buts et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, d'un mode de réali- sation préféré de celle-ci, donné uniquement à titre
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d'exemple nullement limitatif ,en, référence au dessin annexé dans lequel - la Fige 1 est un plan schématique d'un appareil pour la fusion et le conditionnement du verre et pour diri- ger ce dernier vers un certain nombre de stations de formage; - la Fig. 2 est une coupe partielle agrandie suivent la ligne 2-2 de la Fig. 1;
- la Fige 3 est une coupe transversale de l'appareil de régulation de température situé dans une zone de régula- %ion de température, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig.2 et, - la Fig. 4 est une vue schématique des commandes utilisées pour l'appareil de régulation de température de la Fig. 3.
En se référant plus particulièrement aux Fig. 1 et 2, on voit une cuve do fusion 10 contenant un bain 12 de verre, Ce verre est porté à la fusion par la chaleur engendrée par des brûleurs 14 situés dans les parois latérales de la cuve 10, au-dessus de la surface du bain 12. La cuve 10 est ali- mentée, à l'une de ses extrémités, à partir d'une trémie d'alimentation 16, par un transporteur à vis 18, le mouvement de la matièr première. et du verre étant orienté vers la droite sur les Fig..1 et 2, à travers une zone de fusion (Melting Zone) et une sone d'affinage. (Finning Zone), comme indiqué sur la Fig. 1.
Le verre est porté à une température supérieure de plusieurs centanies de degrés à la température à laquelle on le considère ordinairement comme fondu, afin de s'assurer que toutes les parties de la charge sont complè- tement fondues et aussi pour permettre aux bulles de se rassembler, de s'élever vers la surface du bain 12 et de
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s'échapper. A cette fin, on maintient le verre à la tempé- rature élevée pendant un certain temps dans la zone d'affina-
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ge. A cette tempfreturo, le verre est trop fluide pour pou- voir être utilisé pour en former des corps et sa température doit être diminuée sensiblement pour obtenir une viscosité convenable.
Le verre en fusion sort de la cuve 10 par deux canaux principaux 20 ct 22 ayant des zones de régulation de tempéra- ture 24 et 26. Les zones 24 et 26 sont séparées de la cuve de fusion 10 par des écrans 28 ct 30 qui servent aussi de dispositifs d'écumage dans le cas présent. De même, les zones 24 et 26 sont séparées dcs avant-creusets 32 ct 34 par des écrans 36 et 37. les avant-creusets contenant un certain nombre de stations de formrtion de corps ou de fibres 38 et 39. Dans les zones 24 et 26 se trouvent des appareils de régulation de température 40 (Fig. 2 et 3), qui sont prati- quement identiques.
Te refroidissement des appareils de ré- gala%ion de température 40 est réalisé par de l'air de re-
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froidissemmrt qui est délivré par des tuyrux appropriés 42 à des collecteurs 44 et de là, à des orifices de refroidis-
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semant 46 situés le long des parois latér10s, au-dessus du niveau du verre. Dc . r:ir énis p: r 1 c:s orifices 46 est prticulie?11ilt nour refroidir la partie centrale du verre y tandis qu les bords extérieurs de cc dernier sont refroidis da.::.'.8 ;.ne plus grande miisuri par dissipation de la chaleur à ;;a 1 -,5 lE: parois du canal. L'air des orifices 46 est :?"Lrnl0ill¯.:r.t évacué par un.j che:;!iné& "'ntr';1t4 48.
!'o e;Ü;:;')ff2.gG de . :.;y). ¯? è.:, CE.. er',Lii,= '10I. .N "vlP1 rR- tu's 0 st ybaliGé par ëcs brûlurs 50 qui sent placés sous ls iii3S d rfroidi2s8m 46 pour réduire les risques
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d'un refroidissement excessif de certaines parties du verre par un contact concentré avec l'air de refroidissement.
L'rir de refroidissement et les gaz de combustion des orifices 46 et de brûluurs 50 sont régulés par les com- mandes représentées sur la Fig. 4. Le thermocouple TC1 est placé en aval de. l'appareil de régulation de température 40 et, de préférence, à quelques centimètres au-dessous de la surface du verre.
Le signal du thermocouple TCl est appliqué à un transducteur du commerce 52 qui amplifie le signal thermique et convertit des millivolts en milliampéres. Le signal en milliampères du convertisseur 52 est appliqué à un contrôleur 54 indiquant la température, disponible Jans le commerce, qui compare le signal d'entrée avec une grandeur prédéterminée ct qui fournit un signal de sortie pour régler les soupapes de chauffage ct de refroidissement jusqu'à ce que la température voulue préétablie soit atteinte et que le signal d'entrée corresponde au point de réglage.
Du contrô- leur 54, des signaux à basse tension sont appliqués à des bobines de 'deux positionneurs du commerce 56 et 58 qui con- vertissent les signaux électriques en signaux pneumatiques dont les grandeurs sont directement proportionnelles aux signaux électriques. A cette fin, de l'air est fournit par des conduits 60 et 62 sous une pression constante et los positionneurs 56 et 58 règlent les pressions de sortie de l'air des conduits 64 et 66 reliés à des actionncurs de sou- papes du commerce 68 et 70.
De leur côté ces actionneurs agissent sur des soupapes à papillon 72 et 74 en réponse à la grandeur de la pression pneumatique la soupape 72 est si- tuée dans un conduit 76 qui fournit de l'air de refroidisse- ment aux conduits 42 pesur les orifices 45.
La soupape 74 est
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située dans un conduit 78 qui fournit de l'air de combus- tion aux brûleurs 50. L'air de co..ibustion aspire le gaz combustible afin de former un mélange combustible pour les brûleurs, de façon classique. Il est bien évident, que le conduit 78 pourrait tout aussi bien transporter un gaz com- bustible qui pour rait être utilisé pour aspirer l'air de combustion. Dans les deux cas, la soupape 74 peut être qualifiée de soupape d'alimentation car elle commande 1'- alimentation des brûleurs.
Quand la gamme envisagée de vitesses d'écoulement du verre a été déterminée, les soupapes peuvent être arrangées pour que le réglage de l'ouverture maximale de la soupape d'air 72 soit établi par les commandes quand le débit d'écoulement du verre est près du maximum de la gamme pré- vue, cependant que le réglage d'ouverture maximale delà soupape d'alimentation 74 est établi. au bas de la gamme.
D'autre part, les réglages minima des soupapes d'air et d'alimentation serontétablis par les commandes près, et de préférence légèrement au delà d'un point central de la gamme de débitsd'écoulement.
Lorsque le débit d'écoulement du verre est plus grand ou plus ptit que la gamme envisagée, de sorte qu'un chauf- fage ou un refroidissement supplémentaire est nécessaire on peut régler à nouveau manuellement les commandes pour changer les positions maxima et minima des soupapes. On peut aussi régler manuellement des soupapes suppllémentaires en série avec les soupapes 72 et 74 ou changer les pres- sions d'air et de carburant. Il est bien évident que le débit maximal du carburant est limité par la capacité des brûleurs utilisés.
Une autre manière dont les débits d'-
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écoulement du verre extérieursà la gamme envisagée peuvent être réglés consiste à prévoir des orifices supplémentaires de secours pour l'air et les brûleurs, orifices qui peuvent être fermés si et quand cela est nécessaire.
Dans tous les cas, les positions des soupapes 72 et 74 sont réglées de manière que quand l'une est à son maxi- mum, l'autre est à sa position minimale, qui, de préférence, n'est jamais inférieure à moins de 5 à 10 % du maximum.
Par exemple, avec des débits d'écoulement s'échelon.- nant de 180 à 360 kg/h, la position de la soupape d'alimen- tation 74 peut décroître du maximum au minimum d'ouverture quand ledélit d'écoulement augmente de 180 kg à 285 kg/h, tandis que le position de la soupape d'air 72 peut augmen- ter du minimum au maximum quand le débit d'écoulement du verre augmente de 285 à 360 kg/h.
Dons ces conditions, à 340 kg/h, la soupape d'air sera à 75% et celle de gaz à son minimum;, tandis qu'à 225 kg/h la première sera au mi- nimum et la scconde à 50 %. En pratique, la soupape d'ali- mentation 74 peut se déplacer de sa position maximale à sa positioh minimale quand le signal reçu par le positi nneur correspondant augmente de 10 à 32 mA, par exemple, tandis que le réglage du la soupape d'air 72 augmente du minimum . au maximum quand le signal augmente de 28 à 50 mA, dans le cas où. la sortie du contrôleur fournit de 10 à 50 mA.
Le système de régulation est en outre conçu de maniè- re qu'un mouvement de grandeur donné de l'une ou l'autre soupape produit une variation constante de la température du verre. C'cst ainsi, par exemple, que si le réglage de la soupape d'alimentation 74 décroît de 60 à 40% du maximum, la température du verre s'abaisse, après stabilisation,
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d'environ 28 C. Ceci est incorporé dans le système en agis- sant sur des facteurs, tels que le nombre et les dimensions
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des orifices d!air 's't des brrzleurs, ls pressions dû l'air et du combustible., les diamètres des conduits d'air, des orifices et des soupapes.
Grâce à cet agence;; ent, toute l'opération de chauf- fage et de refroidissement est réalisée par une seule unité de régulation représentée: en 52 ou 54, au lieu d'utiliser des régulateurs pour le chauffage et le refroidissement.
L'utilisation d'un nombre plus petit de commandes rend le système plus fiable et réduit les frais d'entretien, tout en étant moins coûteux et en réduisant lus risques d'erreur.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation représenté et dé- sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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,, method and apparatus for controlling the temperature of hot-melt materials "
The present invention relates to a method for delivering a molten material such as glass for an operation such as the formation of: @, through a zone for regulating the temperature of the material, in an amount corresponding to that. used by said operation, a method comprising applying cold air to the stream of material in said zone, and further comprising the application of hot combustion gases to the stream of material in said zone.
.It also relates to an apparatus for carrying out said method comprising at least one channel for the molten material, a cold air supply pipe, a hot combustion gas supply pipe, control valves cold air and hot gas flow rates.
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The process ot l 'ap1;) t'1 ", l Jl (; J, g: se'.; - s .. 'Y: ve4 :; i vi1'. Mainly designed for rf: (p.1.ler 1 .... tG: pr2.t \ ..: r :: L .. dev.trifiable, anollisabi e <o 1> la r:; hfll .. "7 '; .n part' .- '., glass, after they have been melted uffin-30-c, e "'' T / r of forming bodies and in particular, small ,, 1) '1.' ;," '\ -: elongated or fibers, In the melting te # h: .i: t .. ^ - n to produce d @ s glass fibers, a Misse de verre 'dst melted and is refined in a large vat before being di- rigée to pre-crucibles from which it flows into a number of fiber-forming devices.
In the melting vessel, the glass is retained long enough to ensure complete melting and to allow gas bubbles trapped in the glass to rise to the surface and escape. To achieve these goals, the temperature of the glass is raised to several hundred degrees above the minimum temperature at which it can otherwise be considered molten. However, at such high temperatures the viscosity of glass is too low for it to be used to form bodies and, in particular, fibers. Cooling is then required to lower the temperature of the glass to a point at which a viscosity suitable for forming or profiling is obtained.
After the glass has been melted and refined, it is drawn from the vessel by one or more main channels located at the end thereof, at a point remote from where the charge is introduced. At least one temperature regulation zone is established in the main channel, in which zone the temperature of the glass is lowered below that at which it leaves the tank. This lower temperature
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higher is equal to the forming temperature if only one control zone is used.
When two or more zones are used, the temperature
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teffiédi0ire of the glass after the first zone, is lower b. cl;: 11th at which it left the tank, all years still being above the forming temperature, the temperature of the glass being lowered to the forming temperature in the second zone.
A '.5: G'!? CiLe21 'UUS ::' cGrub..e is usually required to lower the temperature of the glass to that where the viscosity suitable for forming can be obtained.
This is how, for example, the can leave the tank
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melting after refining at a tm:; hr8.ture of 1230, while a temperature of 11050 is required at forming stations. When a large quantity of glass flows through the channel between the tank ut the stations, cooling in-
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more intense core is required <:. ss9.:ir (;. On the other hand, when the cadence at which the bodies or the fibers are made is low and when the glass flows only slowly between the tank and the stations, then cooling a lot
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less intense is required.
This is not only due to the fact of the smaller glass mass involved, but also, of c # qi; 18 vurrc tejjd to be cooled nturcll0m.nt by dissip-'bioïl of shêleur vn tS the tank 0t the stations and. of C0 that the greater the ffi0t, 'F.' :: ¯1'lt: is 1 - ', nt, the larger the purts of chpisur feel. A â: '.i.di. ie: o: iT: Ii v the flow speed of the glass between the tank and 1, is stations 8, -: C low enough so that the - ;; e, np (::. 'rcturG of the glass is lowered excessively, mainly because of the losses Óc. ': 4i.'. ï.l: t3.i through 1 .: s walls 1.]. channel o In such a case, (the heat must Cure
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provided by the temperature control apparatus so that the temperature of the glass is maintained at the desired forming temperature.
In temperature control devices
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used previously on, 'i, lïE; vt3', jr: "i; means to cool them to heat the 1J & X'r, - in in:> s zone: of regulation.: temperature. Cooling means, n8 .bi t1.1.ellornt in the form of rcfrold.isst air:; mc1t, were actuated in altsrn2TICe ls .. 't3 the means of this heating, usually made up oYi = 3, le: oecn.i by burners cà .- '!' 31: a'cnt. We found, however, eu '.; this modu of func'.vnn: 4rt resulted in a lack of temperature regulation of the vcrre in particular.
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link, when going from minimum heating to minimum cooling.
According to the invention, the above-mentioned temperature control apparatus operates in such a way that the heating and cooling means are actuated jointly, the cooling air and the combustion gases being. both regulate regularly between minimum and maximum settings.
In addition, the cooling air
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and the fuel m an: E are regulated so that even When one is operating at its maximum capacity, the other is: 1ë ::. f'1aÍr: J encroachment stopped but continues to operate at a - ,. . i '; pourcuntr-fyB of its: ^> = c.tC,. 5 or 10 ive p ± 1r example. to do this 9 proceeds according to the invention a .. caraco-> :: c'i:; 'iJ ¯.W3c;: 1'.¯? c: .. i.?:Li3' ßa c ,, that l both cold air and hot gases are simultaneously brought and co? 'dtnH11 "' m \ .. nt onto the melt in the said zone, and in that at least one air volumes and
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gas to maintain the temperature of the material flow in
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downstream to a determined value most often constant.
In turn, the solo apparatus ... the invention is characterized by the presence of a single regulator sensitive to the temperature downstream of the material which simultaneously and continuously controls said valves in addition to a maximum flow position and a non-zero minimum flow position.
The method and the apparatus according to the invention entail somewhat higher operating costs because of the additional quantity of cooling air and fuel required for the minimum adjustment. However, this method and apparatus allows the temperature of the glass to be controlled more closely than before, resulting in an improved forming operation which more than compensates for the increased cost of fuel and cooling air. . This is mainly possible because the glass is not subjected to extreme temperatures with the products of combustion being heated, for example,
at -a temperature of 1300 or cooling air which is ;, for example at 32 C, as was the case before.
The thermal shock inherent in the prior mode of operation hampered renting operations and often overcorrected a temperature difference in the glass, resulting in slower production speeds and inferior products. In addition, the risks of de-vitrification of. the surface of the glass due to direct contact with unmoderated cooling air are also eliminated.
Other objects and advantages of the invention will emerge from the following description of a preferred embodiment thereof, given solely by way of reference.
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by way of non-limiting example, with reference to the appended drawing in which - Fig. 1 is a schematic plan of an apparatus for melting and conditioning glass and for directing the latter towards a certain number of forming stations; - Fig. 2 is an enlarged partial section taken along line 2-2 of FIG. 1;
- Fig 3 is a cross section of the temperature regulating apparatus located in a temperature regulation zone, taken along line 3-3 of Fig. 2 and, - Fig. 4 is a schematic view of the controls used for the temperature control apparatus of FIG. 3.
Referring more particularly to Figs. 1 and 2, we see a melting tank 10 containing a bath 12 of glass. This glass is brought to fusion by the heat generated by burners 14 located in the side walls of the tank 10, above the surface of the glass. bath 12. The tank 10 is fed, at one of its ends, from a feed hopper 16, by a screw conveyor 18, the movement of the raw material. and glass being oriented to the right in Figs. 1 and 2, through a melting zone and a refining zone. (Finning Zone), as shown in Fig. 1.
The glass is brought to a temperature several hundredanies of degrees higher than the temperature at which it is ordinarily considered to be molten, in order to ensure that all parts of the charge are completely melted and also to allow the bubbles to settle. gather, to rise to the surface of the bath 12 and
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escape. To this end, the glass is kept at the elevated temperature for a period of time in the refining zone.
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ge. At this temperature, the glass is too fluid to be able to be used to form bodies and its temperature must be reduced appreciably to obtain a suitable viscosity.
The molten glass exits the vessel 10 through two main channels 20 ct 22 having temperature control zones 24 and 26. The zones 24 and 26 are separated from the melting vessel 10 by screens 28 ct 30 which serve. also skimming devices in this case. Likewise, zones 24 and 26 are separated from front-crucibles 32 and 34 by screens 36 and 37. the front-crucibles contain a number of stations for forming bodies or fibers 38 and 39. In zones 24 and 39. 26 are temperature control devices 40 (Figs. 2 and 3), which are virtually identical.
The cooling of the regula- tion devices 40% ion of temperature is carried out by re-
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cooling which is delivered through suitable pipes 42 to manifolds 44 and thence to cooling ports.
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sowing 46 located along the sidewalls, above the level of the glass. Dc. r: ir enis p: r 1 c: s orifices 46 is specially designed to cool the central part of the glass y while the outer edges of the latter are cooled da.::.'.8; .ne larger miisuri by dissipation of heat at ;; a 1 -, 5 lE: channel walls. The air from the ports 46 is:? "Lrnl0ill¯.: R.t evacuated by a.j che:;! Iné &" 'ntr'; 1t4 48.
! 'o e; Ü;:;') ff2.gG de. :.; y). ¯? è.:, CE .. er ', Lii, =' 10I. .N "vlP1 rR- tu's 0 st ybaliGe by 50 burners which feel placed under the iii3S d rfroidi2s8m 46 to reduce the risks
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excessive cooling of parts of the glass by concentrated contact with the cooling air.
The cooling flow and combustion gases from ports 46 and burner 50 are controlled by the controls shown in FIG. 4. The TC1 thermocouple is placed downstream of. the temperature control apparatus 40 and, preferably, a few centimeters below the surface of the glass.
The signal from the thermocouple TC1 is applied to a commercial transducer 52 which amplifies the thermal signal and converts millivolts to milliamps. The milliampere signal from converter 52 is applied to a commercially available temperature indicating controller 54 which compares the input signal with a predetermined magnitude ct which provides an output signal for adjusting the heating and cooling valves up to. '' until the desired preset temperature is reached and the input signal matches the set point.
From controller 54, low voltage signals are applied to coils of two commercial positioners 56 and 58 which convert the electrical signals to pneumatic signals whose magnitudes are directly proportional to the electrical signals. To this end, air is supplied through conduits 60 and 62 at constant pressure and the positioners 56 and 58 adjust the air outlet pressures from conduits 64 and 66 connected to commercial valve actuators. 68 and 70.
For their part, these actuators act on butterfly valves 72 and 74 in response to the magnitude of the pneumatic pressure, the valve 72 is located in a duct 76 which supplies cooling air to the ducts 42 through the orifices. 45.
Valve 74 is
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located in a conduit 78 which supplies combustion air to the burners 50. The combustion air draws the combustible gas to form a combustible mixture for the burners in a conventional manner. It is obvious that the duct 78 could just as easily carry a combustible gas which could be used to suck the combustion air. In either case, valve 74 may be referred to as a supply valve because it controls the supply to the burners.
When the intended range of glass flow rates has been determined, the valves can be arranged so that the maximum opening setting of air valve 72 is established by the controls when the glass flow rate is. near the maximum of the intended range, while the maximum opening setting of supply valve 74 is established. at the bottom of the range.
On the other hand, the minimum air and supply valve settings will be established by the controls near, and preferably slightly beyond, a central point in the range of flow rates.
When the flow rate of the glass is greater or smaller than the envisaged range, so that additional heating or cooling is required, the controls can be manually re-adjusted to change the maximum and minimum positions of the valves. . It is also possible to manually adjust additional valves in series with valves 72 and 74 or to change the air and fuel pressures. It is obvious that the maximum fuel flow is limited by the capacity of the burners used.
Another way in which the flows of-
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Glass flow outside the envisaged range can be adjusted is to provide additional relief orifices for air and burners, which can be closed if and when necessary.
In all cases, the positions of valves 72 and 74 are adjusted so that when one is at its maximum the other is at its minimum position, which preferably is never less than less than. 5 to 10% of the maximum.
For example, with flow rates ranging from 180 to 360 kg / h, the position of the supply valve 74 may decrease from the maximum to the minimum opening as the flow rate increases by. 180 kg to 285 kg / h, while the position of the air valve 72 may increase from minimum to maximum as the glass flow rate increases from 285 to 360 kg / h.
Given these conditions, at 340 kg / h, the air valve will be at 75% and that of gas at its minimum, while at 225 kg / h the first will be at the minimum and the second at 50%. In practice, the supply valve 74 can move from its maximum position to its minimum position when the signal received by the corresponding positioner increases from 10 to 32 mA, for example, while the adjustment of the control valve. air 72 increases from the minimum. maximum when the signal increases from 28 to 50 mA, in the case where. the controller output provides 10 to 50 mA.
The control system is further designed so that a movement of a given magnitude of either valve produces a constant change in the temperature of the glass. It is thus, for example, that if the setting of the supply valve 74 decreases from 60 to 40% of the maximum, the temperature of the glass falls, after stabilization,
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of about 28 C. This is incorporated into the system by acting on factors, such as the number and dimensions
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air ports and burners, air and fuel pressures, air duct diameters, ports and valves.
Thanks to this agency ;; ent, the entire heating and cooling operation is carried out by a single control unit shown: in 52 or 54, instead of using regulators for heating and cooling.
Using a smaller number of controls makes the system more reliable and reduces maintenance costs, while being less expensive and reducing the risk of error.
It goes without saying that numerous modifications can be made to the exemplary embodiment shown and without departing from the scope of the invention.
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