Trempe du verre par voie thermique.
La présente invention concerne la trempe du verre par voie thermique et, en particulier, un appareil et un procédé pour tremper du verre par voie thermique dans lesquels du verre chaud est refroidi brusquement au moyen d'une matière particulaire.
Traditionnellement, le verre a été trempé par voie thermique par de l'air froid dirigé sur ses surfaces chauffées. Des tentatives, visant à augmenter le degré de trempe obtenu par augmentation du débit de l'air de refroidissement, n'ont pas toujours pu être acceptées par l'industrie en raison de détériorations mécaniques des surfaces du verre qui produisent des défauts optiques rendant les feuilles de verre trempé inacceptables comme glaces de véhicules à moteur.
Les brevets anglais n[deg.] 441.017; 449.602 et
449.864 décrivent également des procédés consistant à projeter un liquide assurant un refroidissement brusque sur les surfaces du verre chaud, sous la forme de jets ou d'une fine pulvérisation du liquide.
Il est également connu d'utiliser comme agent de trempe une suspension de matière particulaire dans un flux de gaz. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.423.198 se rapporte à l'utilisation d'une suspension dans un gaz d'un polymère organique en particules, en particulier, d'un caoutchouc de silicone ou d'un polyfluorocarbone. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.764.403 décrit la mise en contact du verre chaud avec une neige de dioxyde de carbone pouvant être sublimée.
L'invention a pour but principal de procurer un procédé et un appareil perfectionnés pour la trempe par voie thermique du verre dans lesquels la mobilité d'une matière particulaire qui est dirigée sur les surfaces du verre soit soumise à une régulation perfectionnée.
Suivant l'invention, il est prévu un appareil permettant de tremper du verre par voie thermique par un refroidissement brusque d'un objet en verre chaud au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à contenir une masse de matière particulaire aérée mobile et un dispositif d'extraction de gaz situé dans une région de cette masse à travers laquelle un flux de matière particulaire en direction du verre doit être engendré.
L'appareil est de préférence caractérisé par un dispositif formant enceinte destiné à contenir une masse d'alimentation de matière particulaire, un dispositif d'alimentation et d'extraction de gaz raccordé à l'enceinte, et un dispositif pour régler le dispositif d'alimentation et d'extraction de gaz, de manière à régir sélectivement la mobilité de la matière particulaire afin d'amorcer l'écoulement d'un flux de matière particulaire en direction du verre et d'entretenir .l'écoulement de ce flux pendant un laps de temps suffisant pour induire des contraintes de trempe dans le verre.
L'enceinte destinée à contenir une masse de matière particulaire peut être un récipient d'alimentation comportant une sortie pour l'écoulement du flux, et le dispositif d'alimentation et d'extraction de gaz peut comprendre au moins un tube poreux placé dans la région de la sortie du récipient d'alimentation et raccordé, par l'intermédiaire d'une valve, au dispositif d'alimentation et d'extraction de gaz.
Dans la forme d'exécution préférée, la sortie du récipient d'alimentation est raccordée à un conduit d'alimentation comportant un banc d'ajutages destiné à projeter des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres en direction du verre, le récipient d'alimentation est placé de manière à fournir une charge de pression efficace assurant l'alimentation des particules, et des tubes poreux pour l'alimentation et l'extraction du gaz sont placés dans le conduit d'alimentation près des entrées des ajutages.
Une forme d'exécution préférée de l'appareil comprend une valve raccordant chaque tube poreux à une canalisation d'alimentation de gaz et à une canalisation d'extraction de gaz, et des dispositifs à temps connectés aux valves pour commander la séquence de commutation de l'alimentation de gaz sur les tubes poreux et de l'extraction de gaz de ces tubes poreux.
De plus, au moins un tube poreux peut être placé dans la région de l'entrée du conduit d'alimentation et peut être raccordé par une valve à la canalisation d'extraction de gaz, et un dispositif à temps peut être raccordé à la valve pour commander la commutation de l'extraction du gaz, commandant ainsi l'écoulement du flux de matière particulaire du récipient d'alimentation.
Lors de la trempe d'une feuille de verre suspendue, l'appareil peut comprendre deux conduits d'alimentation pourvus chacun d'un banc d'ajutages, ces bancs délimitant, entre leurs extrémités de sortie, un espace de traitement pour la feuille de verre suspendue et deux récipients d'alimentation raccordés, respectivement, aux conduits d'alimentation.
L'invention comprend aussi un procédé de trempe du verre par voie thermique, dans lequel un article en verre chaud est refroidi brusquement au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'on règle sélectivement la mobilité de la matière particulaire de manière à amorcer l'écoulement d'un flux de matière particulaire vers le verre et à entretenir ce flux pendant un temps suffisant pour induire des contraintes de trempe dans le verre.
De plus, l'invention consiste à régler l'écoulement d'un flux de matière particulaire à partir d'une masse d'alimentation de la matière particulaire aérée mobile, par extraction de gaz d'une région de cette masse, à travers laquelle l'écoulement du flux est engendré, afin de comprimer la matière dans cette région et de bloquer l'écoulement du flux.
Selon un procédé préféré, on aère une masse de matière particulaire destinée à alimenter le flux tout en extrayant du gaz d'une région de sortie de cette masse en vue de comprimer la matière et de bloquer l'écoulement du flux, et on amorce l'écoulement du flux de la matière particulaire aérée en passant par commutation de l'extraction du gaz de cette région de sortie à l'alimentation du gaz dans cette région de sortie.
Du gaz peut être introduit dans le flux en aval de la région pour régler la pression dans le flux.
Un mode opératoire consiste à produire le flux en direction du verre sous la forme de plusieurs jets de particules aérées serrées les unes contre les autres et à régler la pression du gaz introduit dans le flux, de manière à projeter les jets vers une surface du verre à une vitesse qui assure que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire en direction de la surface du verre.
Lors de la trempe d'une feuille de verre par voie thermique, cette feuille peut être verticale et les jets de particules sont dirigés vers les deux surfaces du verre.
Les jets de particules peuvent être projetés par des bancs verticaux d'ajutages.
Chaque banc d'ajutages est de préférence alimenté par un flux provenant d'une masse d'alimentation en chute de matière particulaire aérée, du gaz est introduit dans le flux près des ajutages et la hauteur de la masse d'alimentation au-dessus des ajutages ainsi que la pression de l'alimentation de gaz sont réglées pour assurer le réglage de la vitesse de projection des jets en direction du verre.
La masse d'alimentation peut être une colonne de matière particulaire, du gaz étant extrait d'une région située au bas de la colonne pour empêcher l'écoulement du flux de matière particulaire de cette colonne, du gaz étant ensuite introduit dans cette région pour régler le flux de matière particulaire provenant de la colonne.
Ce procédé peut, en outre, être caractérisé en ce qu'on introduit du gaz dans chaque flux en plusieurs endroits qui sont espacés les uns des autres dans le sens vetical près des ajutages, on passe de l'alimentation de gaz à l'extraction du gaz en ces endroits pour obturer l'écoulement du flux au terme d'une opération de trempe et on passe à l'alimentation de gaz en ces endroits pour amorcer la projection des jets de particules en direction de la feuille de verre suivante à tremper.
La commutation sur l'alimentation de gaz en ces endroits peut être synchronisée sélectivement et peut débuter à l'endroit inférieur.
Selon le procédé de l'invention, on peut en outre bloquer l'écoulement du flux de la matière particulaire à partir de la masse d'alimentation en extrayant du gaz d'une région de sortie située juste au-dessus du banc d'ajutages.
L'invention comprend également du verre trempé par voie thermique obtenu par le procédé décrit ici.
Certaines formes d'exécution de l'invention seront à présent décrites, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'une forme d'exécution de l'appareil conforme à l'invention pour tremper des feuilles de verre par voie thermique;
la Fig. 2 est une vue en élévation de face, en partie en coupe, de l'appareil représenté sur la Fig. 1.
la Fig. 3 est une vue en plan du dessus de l'appareil représenté sur les Fig. 1 et 2;
la Fig. 4 est une vue en coupe verticale schématique d'une autre forme d'exécution de l'appareil servant à réaliser l'invention;
la Fig. 5 est une vue en coupe verticale schématique d'une autre forme d'exécution de l'appareil conforme à l'invention, pour la trempe par voie thermique d'une feuille de verre disposée horizontalement;
la Fig. 6 est une vue semblable à la Fig. 1 d'une variante de l'appareil représenté sur la Fig. 1 qui comprend un lit de refroidissement brusque fluidisé au moyen d'un gaz, et
la Fig. 7 est une vue en élévation de côté, en partie en coupe, d'une autre forme d'exécution de l'appareil conforme à l'invention.
Comme le montrent les Fig. 1 à 3, une feuille de verre silico-sodo-calcique 1, qui, dans la forme d'exécution représentée est de forme rectangulaire, mais qui pourrait être coupée à la forme d'un parebrise, d'une glace latérale ou d'une lunette arrière d'un véhicule à moteur, est suspendue par des pinces 2 d'une manière classique à un système de suspension 3 qui est lui-même suspendu à une barre à pinces 4. La barre à pinces 4 est suspendue par des câbles de levage 5 à un système de levage 6 de type classique qui est monté au-dessus du ciel d'un four vertical de conception classique, indiqué d'une manière générale par la référence 7. Les câbles de levage 5 traversent des douilles 8 dans le ciel du four 7 et des barres de guidage verticales 9 sur lesquelles la barre à pinces 4 se déplace s'étendent également à travers le ciel du four.
Au bas du four 7 est prévue une embouchure ouverte 10 qui peut être fermée par des portes 11 actionnées hydrauliquement. Le four est monté sur une plate-forme 12 au-dessus de laquelle se trouve une charpente 13 qui porte le système de levage 6.
La plate-forme 12 est montée à l'extrémité supérieure d'une charpente verticale 14 qui se dresse sur le sol 15.
Deux conduits d'alimentation verticaux 28 et
29 comportent chacun un banc d'ajutages 30 et 31, respectivement, qui font saillie vers l'intérieur à partir des faces antérieures des conduits 28 et 29. Les conduits 28 et 29 sont montés sur la charpente 14 et un espace de traitement pour la feuille de verre 1 est défini entre les extrémités de sortie des ajutages.
Les ajutages 30 et 31 de chaque banc sont disposés en un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos" et font saillie sur la face interne verticale des conduits d'alimentation 28 et 29 respectifs, ces conduits ayant une section transversale rectangulaire et s'étendant verticalement vers le bas à partir des extrémités de sortie de plans inclinés pneumatiques individuels 32 et 33, qui partent des extrémités inférieures de récipients d'alimentation verticaux 34 et 35 contenant des colonnes de matière particulaire à amener dans un état aéré aux ajutages 30 et 31.
Le plan incliné pneumatique 32 comporte un fond poreux, indiqué en 36, à travers lequel de l'air est débité par une chambre de distribution 37. De l'air comprimé est introduit dans la chambre de distribution
37 à partir d'une canalisation d'air comprimé 38 par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 39. De l'air est débité près de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 34 par une rampe poreuse 44 en vue d'aérer et de mobiliser la matière particulaire dans le récipient d'alimentation 34. La rampe 40 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 41, à la canalisation d'air comprimé 38.
De même, de l'air comprimé provenant de la canalisation 38 est débité à partir d'une chambre de distribution 42 à travers le fond poreux 43 du plan incliné pneumatique
33 et alimente une rampe poreuse 44 située près de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 35.
Un système de transporteur de recyclage est prévu, comme décrit plus loin, pour maintenir une alimentation de matière particulaire dans l'extrémité supérieure du récipient d'alimentation 34, les particules traversant un filtre à fines mailles 45. La chute de la matière particulaire dans le récipient vertical entraîne de l'air à partir de l'extrémité supérieure du récipient et cet air entraîné, en compagnie de l'air provenant du plan incliné 32, aère efficacement les particules contenues dans le récipient, de sorte qu'elles sont meubles et qu'elles peuvent s'écouler vers le bas comme un fluide.
Cet effet est amélioré par de l'air débité à une pression réglée à travers la rampe poreuse 40 à l'extrémité inférieure du récipient
34 et à travers le fond poreux 36 du plan incliné penumatique 32, afin d'établir un système d'aération équilibré assurant la fluidité des particules qui s'écoulent au moment adéquat dans l'extrémité supérieure du conduit d'alimentation vertical 28.
La hauteur du niveau habituel de la surface 46 de la colonne de matière particulaire dans le récipient vertical 34 au-dessus des ajutages 30 produit en fait une charge de pression dans l'alimentation de particules aux ajutages 30. Dans le cas d'un banc d'ajutages agencé d'une manière particulière quelconque, cette charge de pression contribue à régler la vitesse à laquelle des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont projetés par les ajutages 30 vers le verre à tremper.
Le banc d'ajutages 31 opposé est alimenté, d'une manière analogue, au moyen d'un flux de matière particulaire aérée par le conduit vertical 29 qui s'étend vers le bas à partir du plan incliné pneumatique 33 qui part de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 35. Un filtre à fines mailles 47 est prévu à l'extrémité supérieure du récipient 35, et le niveau habituel de la surface de la colonne de matière particulaire dans le récipient 35 est indiqué en 48.
Plusieurs tubes d'alimentation de gaz poreux
49, par exemple en métal fritté poreux, sont prévus dans chacun des conduits d'alimentation verticaux 28 et
29. Les tubes 49 s'étendent horizontalement en travers des conduits derrière les ajutages et près de ceux-ci et sont également espacés dans le sens vertical en plusieurs endroits dans chaque conduit. Les tubes 49 peuvent être rapprochés et écartés horizontalement des entrées des ajutages à des fins de réglage. Une extrémité de chaque tube 49 est raccordée, à l'extérieur du conduit dans lequel il est installé, à une valve de commutation 50, par exemple un tiroir, dont une première entrée est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 51, à la canalisation d'air comprimé 38 et dont une seconde entrée est raccordée à une canalisation sous dépression 52. Le fonctionnement du tiroir est commandé par un dispositif à temps 53.
Dans la forme d'exécution représentée, six tubes poreux 49 sont prévus et les dispositifs à temps
53 sont commandés par un contrôleur de séquence électronique de type connu qui régit une séquence de commutation pour l'amenée du gaz de la canalisation 38 aux tubes et pour l'extraction du gaz des tubes à la canalisation sous dépression 52.
Lorsque les tubes 49 sont raccordés par les tiroirs 50 à la canalisation d'alimentation d'air comprimé 38, l'air qui sort par les pores des tubes 49 constitue un apport d'air dans l'alimentation de particules aérées tombant dans les conduits verticaux. La hauteur de chaque lit d'alimentation, désignée par les niveaux 46 et 48 des surfaces des colonnes de matière particulaire, et la pression réglée des alimentations en air commutées des tubes 49 dans chaque conduit 28 et 29 déterminent la pression régnant dans les particules aérées aux entrées des ajutages. Ceci détermine la vitesse à laquelle les jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont projetés par les ajutages 30 et 31 vers les surfaces d'une feuille de verre lorsqu'elle est suspendue dans l'espace de traitement entre les ajutages 30 et 31.
Un tube poreux 54 est prévu à l'extrémité supérieure de chaque conduit d'alimentation 28 et 29, c'est-à-dire dans la région de l'entrée du flux de matière particulaire dans chaque conduit. Chaque tube
54 est raccordé par un tiroir de commutation 55 à la canalisation d'air comprimé 38 et à la canalisation sous dépression 52. Le tiroir 55 est commandé par un dispositif à temps 56.
Des transporteurs à disques verticaux 57 et 58 sont associés chacun à un des récipients d'alimentation
34 et 35, respectivement. Le transporteur 57 s'étend vers le haut à partir d'une trémie 59 vers une sortie
60 qui est placée au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte du récipient d'alimentation 34. La trémie 59 est placée en dessous de l'extrémité de débit d'un plan incliné pneumatique 61, qui est fixé sous un petit angle par rapport à l'horizontale et qui est espacé d'un côté d'une cuve collectrice 62 pour recevoir la matière particulaire qui déborde par-dessus un bord latéral supérieur 63 de la cuve 62. Le transporteur 58 s'étend vers le haut à partir d'une trémie 64 vers une sortie 65 qui est placée au-dessus de l'extrémité supérieure du récipient d'alimentation 35.
La trémie 64 est placée en dessous de l'extrémité de débit d'un plan incliné pneumatique 66, qui est aussi monté sous un petit angle, comme le montre la Fig. 1, et reçoit de la matière particulaire de l'autre bord latéral supérieur
63 de la cuve 62.
Les trémies 59 et 64 comportent des filtres à mailles grossières 67 et 68 que la matière particulaire traverse à partir des extrémités de débit des plans inclinés pneumatiques 61 et 66.
Le cycle de fonctionnement pour la trempe thermique d'une feuille de verre sera à présent décrit.
Initialement, les alimentations réglées d'air comprimé sont fournies aux tubes poreux 40 et 44 situés aux extrémités inférieures des récipients d'alimentation 34 et 35, ainsi qu'aux plans inclinés pneumatiques 32 et 33. Des masses d'alimentation de matière particulaire aérée sont ainsi maintenues dans un état d'attente dans les récipients 34 et 35. Les tubes poreux 49 et 54 sont mis en communication avec la dépression. L'extraction de gaz par les tubes 54 est à même de comprimer la matière particulaire dans la région des sorties des plans inclinés penumatiques 32 et 33 et d'empêcher tout écoulement de la matière particulaire à partir des masses mobiles de matière particulaire aérée dans les récipients d'alimentation.
L'extraction du gaz par les tubes 49 contrecarre toute tendance de la matière particulaire à s'échapper, particule par particule, par les ajutages 30 et 31.
Les portes 11 prévues à la partie inférieure du four sont ouvertes et la barre à pinces 4 est abaissée par le système de levage, de sorte que la feuille de verre 1 à tremper peut être suspendue aux pinces.
Le système de levage 6 est alors actionné pour élever la barre à pinces vers la position dans le four représentée sur les Fig. 1 et 2, et les portes 11 du four sont fermées. Le verre reste dans le four pendant un laps de temps suffisant pour chauffer la feuille de verre à une température proche de son point de ramollissement, par exemple à une température comprise entre
620 et 680[deg.]C, par rayonnement au moyen d'appareils de chauffage électriques prévus dans les parois du four. Lorsque la feuille de verre a atteint une température souhaitée, les portes situées à la partie inférieure du four s'ouvrent et la feuille de verre est rapidement descendue à une vitesse constante dans l'espace de traitement vertical prévu entre les ajutages 30 et 31.
Un mécanisme de freinage dynamique dans le système de levage 6 assure une décélération rapide lorsque le verre atteint sa position indiquée en traits pointillés sur les Fig. 1 et 2, entre les bancs d'ajutages 30 et 31.
Lorsqu'il faut produire des feuilles de verre trempées cintrées, on peut installer des matrices de cintrage, d'une manière connue, entre le four et l'espace de traitement. On commence par faire descendre la feuille de verre chaude dans une position située entre les matrices de cintrage et on fait ensuite avancer les matrices de cintrage de manière qu'elles se referment sur la feuille de verre et qu'elles la cintrent à la forme voulue. On rétracte ensuite les matrices et on descend la feuille de verre dans l'espace de traitement.
En variante ou en outre, la technique de suspension décrite dans le document GB-A-2.038.312 peut être utilisée soit pour contribuer au cintrage lorsque des matrices de cintrage sont utilisées, soit pour effectuer le cintrage de la feuille de verre suspendue.
Lorsque la feuille de verre est immobilisée dans l'espace de traitement, les dispositifs à temps 56 actionnent les valves de commutation 55 qui commutent les tubes 54 de la canalisation à dépression à la canalisation à air comprimé. En même temps, les dispositifs à temps 53 associés aux tubes 49 inférieurs commutent les valves de commutation inférieures 50 de la canalisation à dépression à la canalisation à air comprimé, et l'aération de la matière particulaire stagnante au bas des conduits 28 et 29 débute. La séquence de commutation se poursuit par la commutation rapide des valves 50 restantes sur la canalisation d'air comprimé 38.
La matière particulaire contenue dans les conduits 28 et 29 est instantanément mobilisée et, étant donné que l'écoulement de la matière particulaire aérée des récipients d'alimentation 34 et 35 n'est plus obturé par l'extraction de gaz par les tubes 54, la charge de pression subsistant dans les récipients 34 et
35 est immédiatement efficace et la projection de jets de particules aérées serrées les unes contre les autres est amorcée à partir des bancs d'ajutages vers les surfaces de la feuille de verre.
La charge de pression effective, déterminée par la hauteur de l'alimentation de particules en chute dans les récipients verticaux 34 et 35, et la pression d'air fournie par les tubes poreux 49 déterminent la pression régnant dans les conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 juste derrière les bancs d'ajutages
30 et 31. Des jets de particules aérées serrées les unes contres les autres sont donc projetés par les ajutages 30 et 31 vers les surfaces du verre dans l'espace de traitement à une vitesse qui assure que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire en direction du verre.
La matière particulaire en excès déborde pardessus les bords latéraux 63 et 67 de la cuve 62 et dévale les goulottes pour tomber sur les plans inclinés pneumatiques 61 et 66, qui les introduisent dans les trémies 59 et 64 d'où elles sont recyclées vers les extrémités supérieures des récipients d'alimentation 34 et 35 par les transporteurs 57 et 58. Dès que l'écoulement du flux est amorcé, la reconstitution de la matière particulaire dans les récipients d'alimentation
34 et 35 maintient la hauteur des lits d'alimentation environ aux niveaux statiques des surfaces indiqués en
46 et 48.
Au terme d'une période de trempe pendant laquelle la feuille de verre est refroidie bien en dessous de son point de trempe, et pendant laquelle des contraintes de trempe se développent à mesure que le refroidissement du verre se poursuit vers la température ambiante, le système de commande des dispositifs à temps force les dispositifs à temps 53 et 56 à commuter les valves 50 et 55 sur la dépression, obturant ainsi l'écoulement du flux vers les ajutages en comprimant la matière particulaire dans les conduits 28 et 29 derrière les ajutages et en comprimant la matière dans la région de la sortie de chacun des plans inclinés pneumatiques.
La mobilité dans les masses d'alimentation aérées contenues dans les récipients d'alimentation est conservée. Lorsque l'extraction du gaz par les tubes 54 a obturé l'écoulement de la matière aérée des plans inclinés pneumatiques, des moyens peuvent être prévus pour mettre les tubes 49 à l'atmosphère si la matière, à présent stagnante dans les conduits 28 et 29, n'a pas tendance à s'écouler, particule par particule, par les ajutages inférieurs des bancs.
Un facteur qui, comme on a pu le constater, influence le degré de trempe induit dans le verre est le taux de lacunes de chaque jet de particules, qui est défini ci-après et qui est, de préférence, compris entre 0,9 et 0,4. La pression effective aux entrées des ajutages, et par conséquent la vitesse à laquelle les jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont éjectés des ajutages, est telle que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire vers la surface du verre ainsi que le taux de lacunes requis.
Les facteurs de commande principaux comprennent, par conséquent, la hauteur des lits d'alimentation de matière particulaire aérée, la pression de gaz débitée par les tubes poreux 49 dans les conduits verticaux 28 et 29, le temps pendant lequel les jets sont actifs, et la géométrie des ajutages et des bancs d'ajutages.
Les quantités d'air fournies aux tubes individuels 49 représentés aux dessins ou à des paires de ces tubes, peuvent être modifiées d'une manière indépendante. Ceci permet un réglage indépendant du débit de la matière particulaire passant par des parties des bancs d'ajutages, de sorte que l'unifomité du refroidissement brusque peut être conservée.
Dans une réalisation de l'appareil servant à tremper des feuilles de verre, la longueur de chacun des ajutages des bancs 30 et 31 est de 30 mm et l'alésage de l'ajutage est de 3 mm. Les ajutages sont disposés en un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos", l'espacement entre les ajutages étant de 20 mm x 20 mm. Chaque banc d'ajutages occupe un espace de 1.010 mm x 620 mm et comprend
3.200 ajutages. La distance entre les extrémités des ajutages qui se font face dans les deux bancs est de
115 mm. La hauteur des niveaux des surfaces 46 et 48 de la matière particulaire dans le lit d'alimentation dans les récipients verticaux 34 et 35 est d'environ 2 mètres au-dessus des extrémités supérieures des bancs d'ajutages 30 et 31.
L'espace de traitement de 115 mm de largeur entre les extrémités des ajutages est suffisant pour permettre un refroidissement brusque d'une feuille de verre plane ou d'une feuille qui a été cintrée à la forme courbe convenant habituellement pour un pare-brise de véhicule à moteur.
Les feuilles de verre trempé sont des feuilles de verre silico-sodo-calcique mesurant au total
300 mm x 300 mm. Chaque feuille de verre est chauffée à une température de prérefroidissement brusque, par exemple de 650[deg.]C, et est ensuite refroidie brusquement dans les jets de particules projetés par les ajutages
30 et 31 dans l'espace de traitement.
Chaque jet est projeté vers l'avant vers la surface du verre à une vitesse qui assure que la limite du jet ne devienne pas diffuse et que le jet conserve son intégrité dans sa trajectoire vers la surface du verre. Les jets parviennent habituellement sur la surface du verre avant de s'être incurvés vers le bas dans une mesure substantielle.
On a constaté qu'il est préférable que chaque jet ait un taux de lacunes compris entre 0, 9 et 0, 4. La composante perpendiculaire à la surface du verre de la vitesse de chaque jet de particules est de moins 1 mètre par seconde.
Le taux de lacunes est une indication des lacunes dans chaque jet de particules. Par exemple pour chaque jet :
<EMI ID=1.1>
où Vn = volume d'une courte longueur du jet, et Vp = volume de la matière particulaire dans cette courte longueur du jet.
La valeur du taux de lacunes diminue à mesure que le degré de serrage de la matière particulaire augmente et, pour une matière pulvérulente, il tombe à une valeur comprise entre 0, 4 et 0,5 environ pour des piles statiques de poudre ou des masses très serrées de poudre qui sont en mouvement. A l'autre extrémité de la gamme, lorsque le taux de lacunes s'élève au-dessus de 0,9 vers la valeur limite de 1,0, qui représente du gaz pur, seule une proportion mineure de poudre est présente dans le flux de gaz.
Les jets de matière particulaire sont dirigés vers les surface du verre pendant une période prédéterminée suffisante pour induire les contraintes de trempe dans le verre et, après cette période, les dispositifs à temps 53 actionnent les valves de commutation 50 et les tubes poreux 49 sont alors, par commutation, mis en communication avec la canalisation sous dépression 52. L'extraction du gaz aux endroits des tubes 49 obture l'écoulement de la matière particulaire par les ajutages et la projection des particules par les ajutages vers le verre cesse rapidement.
Au même instant, le dispositif à temps 56 actionne le tiroir 55 pour commuter les tubes 54 sur la canalisation sous dépression 52. La matière particulaire dans les régions de sortie des plans inclinés pneumatiques 32 et 33 entrave rapidement l'écoulement de la matière particulaire vers les conduits d'alimentation 28 et 29 puis le bloque.
La matière particulaire aérée, dans les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 et dans les récipients d'alimentation 34 et 35, est maintenue dans un état mobile en prévision de la trempe de la feuille de verre suivante.
Au terme d'une opération de trempe, les alimentations d'air comprimé parvenant aux plans inclinés pneumatiques 32 et 33 et aux tubes poreux 40 et 44 peuvent aussi être coupées et la matière particulaire contenue dans les récipients 34 et 35 et dans les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 se dépose, mais doit être réaérée avant l'opération de trempe suivante.
Certains exemples de feuilles de verre trempées par voie thermique par le procédé conforme à l'invention et à l'aide du banc d'ajutages que l'on vient de décrire sont indiqués ci-dessous.
EXEMPLE 1.-
La matière particulaire utilisée est de l'alumine �' présentant les propriétés suivantes :
Masse volumique des particules = 1,83 g/cm3 Granulométrie des particules = 20 /um à 140 /um Granulométrie moyenne des
particules = 60 /um
Plusieurs feuilles de verre d'épaisseurs différentes sont chauffées à 650[deg.]C, puis soumises à un refroidissement brusque au moyen des jets d'alumine dans les conditions suivantes :
Pression d'alimentation d'air pour les
tubes d'alimentation 49 = 0,172 MPa Vitesse des jets à la sortie des ajutages = 1,88 m/s Débit massique de chaque ajutage = 10,1 g/s Taux de lacunes de chaque jet = 0,602
Le degré de trempe de feuilles de verre de 1,1 à 12 mm d'épaisseur est représenté dans le tableau I.
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
On mesure la contrainte de traction centrale par une technique faisant appel à de la lumière diffuse selon laquelle un faisceau de laser à hélium/néon est dirigé à travers un bord du verre et les franges de retardement sont mesurées dans les premiers 20 à 30 mm de la surface du verre pour donner une mesure_de la contrainte de traction centrale moyenne dans cette zone du verre. La contrainte de compression superficielle est mesurée à l'aide d'un réfractomètre superficiel différentiel.
La modification de la pression de l'alimentation d'air parvenant aux tubes d'alimentation 49 a un
<EMI ID=4.1>
projetés par les ajutages et sur le taux de lacunes de chaque jet, représentés dans le tableau II, qui indique les résultats pour la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm et de 3 mm d'épaisseur qui ont été chauffées à une température de prérefroidissement brusque de 650[deg.]C.
TABLEAU II
<EMI ID=5.1>
Ces résultats indiquent qu'une augmentation de la pression d'alimentation d'air de 0,035 MPa à 0,276 MPa entraîne une augmentation de la vitesse des jets de particules à la sortie des ajutages de 1,12 m/s à 2,3 m/s. Le taux de lacunes est compris entre 0,533 et 0,714. Le débit massique de l'alumine dans chaque jet passe de 4,34 à 11,73 g/s. Les jets conservent leur intégrité et frappent la surface du verre avant que leur trajectoire se soit incurvée de manière appréciable vers le bas, de sorte que la composante perpendiculaire à la surface du verre de la vitesse d'impact de chaque jet sur le verre n'est pas sensiblement inférieure à la valeur mesurée aux sorties des ajutages.
La composante perpendiculaire est, de préférence, d'au moins 1 m/s et, pour éviter toute détérioration du verre, on a constaté qu'il est préférable que la composante de vitesse perpendiculaire à la surface du verre ne dépasse pas 5 m/s.
A une température plus élevée du verre, par exemple de 670[deg.]C, un degré de trempe quelque peu accru est produit. Par exemple, une contrainte de traction centrale de 87 MPa est induite dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur lorsque la pression d'alimentation d'air des tubes 45 est de 0,276 MPa. Dans les mêmes conditions, une contrainte de traction centrale de 75 MPa est induite dans une feuille de 2,3 mm d'épaisseur.
Il faut prendre soin d'assurer que les surfaces du verre ne soient pas détériorées par une vitesse trop élevée de la matière particulaire qui les frappent tandis qu'elles sont chaudes et vulnérables. La limite de vitesse supérieure de 5 m/s paraît être adéquate.
Un espacement entre les extrémités des ajutages descendant jusqu'à environ 50 à 60 mm peut être utilisé. A mesure que l'espacement augmente, le degré de trempe de la feuille de verre diminue, à condition que toutes les autres conditions restent constantes.
Pour démontrer cette particularité, on modifie l'écartement des ajutages de 60 à 200 mm lors de la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm chauffées à
650[deg.]Cm avec une pression d'alimentation d'air dans les tubes 45 de 0,172 MPa. Les résultats sont indiqués dans le tableau III.
T A B L E A U III
<EMI ID=6.1>
Ceci indique qu'une variation de l'écartement des ajutages dans l'intervalle d'environ 120 mm à environ 60 mm fournit une autre manière intéressante de modifier la vitesse des jets lorsqu'ils frappent le verre et ainsi de modifier les contraintes induites dans le verre.
Un écartement des ajutages de 200 mm suffit pour traiter de 80 à 90% de l'éventail habituel de feuilles de verre cintrées pour des pare-brises de véhicules à moteur et 95% des feuilles de verre habituelles prévues pour des glaces latérales et des lunettes arrière de véhicules.
EXEMPLE 2.-
On effectue des essais semblables à ceux de l'exemple 1 à l'aide de trihydrate d'alumine
(A1203.3H20) présentant les propriétés suivantes :
Masse volumique des particules = 2,45 g/cm<3> Granulométrie des particules = 20 /um à 160 /um Granulométrie moyenne = 86 /um
On chauffe un certain nombre de feuilles de verre d'épaisseurs différentes à 650[deg.]C, puis on les refroidit brusquement au moyen de jets de trihydrate d'alumine dans les conditions suivantes :
Pression de l'air d'alimentation du tube
d'alimentation 49 = 0,172 MPa Vitesse du jet à la sortie des ajutages = 1,77 m/s Débit massique de chaque ajutage = 10,38 g/s Taux de lacunes de chaque jet = 0,68
Le degré de trempe de feuilles de verre de 1,1 mm à 12 mm d'épaisseur est représenté dans le tableau IV.
TABLEAU IV
<EMI ID=7.1>
On est à nouveau parvenu à démontrer comment la variation de la pression de l'alimentation d'air des tubes 49 affecte la vitesse de sortie des jets projetés par les ajutages, le taux de lacunes des jets et le degré de trempe des feuilles. Les résultats, avec des feuilles de verre de 2 mm, 2,3 mm et 3 mm d'épaisseur, chauffées à 650[deg.]C, sont semblables à ceux obtenus au moyen d'alumine et sont indiqués dans le tableau V.
TABLEAU V
<EMI ID=8.1>
Ces résultats montrent que lorsqu'on utilise du trihydrate d'alumine, une augmentation de la pression de l'alimentation d'air dans les tubes 49 de 0,035 MPa à 0,276 MPa entraîne une augmentation de la vitesse de sortie des ajutages de 1,13 m/s à 2,51 m/s. Le taux de lacunes est compris entre 0, 66 et 0, 736. Le débit massique du trihydrate d'alumine dans chaque jet est porté de 5,65 g/s à 12,44 g/s et les jets ont la même forme que dans l'exemple 1.
A une température plus élevée du verre, par exemple de 670[deg.]C, une contrainte de traction centrale supérieure de 87 MPa est obtenue dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur lorsque la pression d'alimentation d'air est de 0,276 MPa.
EXEMPLE 3.-
Avec le même banc d'ajutages et les mêmes dimensions, on utilise un mélange de 95% en volume du trihydrate d'alumine de l'exemple 2 avec 5% en volume de bicarbonate de soude pour tremper des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur mesurant au total
300 mm x 300 mm. Le bicarbonate de soude a une granulométrie moyenne de 70 /um et une masse volumique de 2,6 g/cm<3>. On atteint des contraintes supérieures à celles atteintes par un refroidissement brusque au moyen de trihydrate d'alumine seul. Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau VI.
TABLEAU VI
<EMI ID=9.1>
Des contraintes encore plus élevées sont produites dans du verre de 3 mm d'épaisseur dans les mêmes conditions que celles indiquées dans le tableau VII.
T A B L E A U VII
<EMI ID=10.1>
EXEMPLE 4.-
On utilise un banc d'ajutages semblable à celui utilisé pour les exemples 1 à 3, mais l'alésage des ajutages est de 2 mm.
On utilise le même trihydrate d'alumine que celui de l'exemple 2.
On chauffe des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur à 650[deg.]C, puis on les refroidit brusquement au moyen de jets du trihydrate d'alumine. Les conditions de travail et les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau VIII.
T A B L E A U VIII
<EMI ID=11.1>
EXEMPLE 5. -
Avec le même banc d'ajutages que celui des exemples 1 à 3, la matière particulaire utilisée pour tremper par voie thermique une feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur est de la poudre de "Fillite", qui comprend des sphères de verre creuses obtenues à partir de cendres de combustible pulvérisé de chaudières de centrales électriques présentant les caractéristiques suivantes :
<EMI ID=12.1>
Masse volumique des particules = 0,38 g/cm<3> Granulométrie des particules = 15 /um à 200 /um Granulométrie moyenne des particules = 80 /um
La pression d'alimentation d'air des tubes d'alimentation 45 est réglée de manière à produire des jets de la "Fillite" ayant une vitesse de sortie des ajutages de 1,4 m/s et un taux de lacunes de 0,76.
La feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur est chauffée à 650[deg.]C avant refroidissement brusque et la contrainte de traction centrale dans la feuille de verre trempé est de 58 MPa.
EXEMPLE 6.-
Avec le même banc d'ajutages que celui des exemples 1 à 3, la matière particulaire utilisée est du sable de zircon d'une granulométrie de 0,104 mm présentant les caractéristiques suivantes :
Masse volumique des particules = 5,6 g/cm<3> Granulométrie des particules = 30 /um à 160 /um Granulométrie moyenne des particules = 110 /um
Les résultats obtenus lors de la trempe de feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur sont résumés dans le tableau IX.
TABLEAU IX
<EMI ID=13.1>
EXEMPLE 7.-
En modifiant la conception des ajutages sans modifier les pressions d'alimentation d'air des tubes
49, on constate que des vitesses de sortie plus élevées pourraient être atteintes.
On démontre cette possibilité en utilisant le même trihydrate d'alumine que celui de l'exemple 2 projeté par deux bancs d'ajutages verticaux.
Dans chaque banc, les ajutages sont disposés selon un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos" et l'espacement entre les ajutages est de 20 en 20 mm. La longueur de chaque ajutage est de 55 mm et l'alésage de l'ajutage est de 3 mm. Chaque banc occupe un espace de 1.010 mm x 620 mm et la distance entre les extrémités des ajutages qui se font face dans les deux bancs est de 85 mm.
Des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur sont chauffées à 630[deg.]C, 650[deg.]C et 670[deg.]C et sont refroidies brusquement par des jets de trihydrate d'alumine projetés à partir de ce banc avec des pressions d'alimentation d'air de 0,103 MPa, 0,172 MPa et 0,276 MPa qui sont utilisées dans les essais de l'exemple 2.
Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau X.
TABLEAU X
<EMI ID=14.1>
Dans ces exemples, des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres avec un taux de lacunes compris entre 0,87 et 0,53 sont efficaces.
On a constaté qu'un taux de lacunes compris entre 0,76 et 0,4 donne de bons résultats.
On peut obtenir des effets de trempe différen-tielle, par exemple pour produire des zones de vision dans une feuille de verre à incorporer dans un parebrise, en disposant les ajutages de chaque banc selon le motif souhaité de régions à contraintes accrues à induire dans la feuille de verre, ces régions à contraintes accrues étant dispersées parmi les régions à contraintes de trempe moins élevées qui garantissent une vision adéquate dans le cas d'un bris de la feuille.
Le verre chaud suspendu peut être transporté horizontalement à travers l'espace de traitement entre les bâtis verticaux. Selon un autre mode de travail, les feuilles de trempe à tremper peuvent être supportées sous un certain angle par rapport à la verticale, par exemple sous un angle de 45[deg.] par rapport à la verticale, et peuvent être déplacées suivant un trajet horizontal entre des bancs d'ajutages à travers un espace de traitement qui est orienté sous un même angle par rapport à la verticale.
Certains ajutages peuvent être pointés vers l'intérieur, de manière à projeter des jets de particules vers les bords de la feuille de verre et à améliorer les contraintes produites dans ces bords. Dans une autre réalisation, les ajutages situés dans les régions marginales des bancs peuvent être dirigés vers l'intérieur pour provoquer un écoulement généralisé vers le centre de la feuille de verre en cours de trempe.
Une autre forme d'exécution de l'appareil servant à réaliser l'invention est illustrée sur la Fig. 4.
Deux enceintes 69 et 70 contenant une matière particulaire fluidisée comportent des parois latérales
71 et 72 qui sont perforées. Les bancs d'ajutages 30 et
31 font saillie sur ces parois latérales. L'écartement entre les extrémités des ajutages est de 110 mm et la feuille de verre 1 à tremper par voie thermique est descendue dans l'espace de traitement formé entre les extrémités des ajutages.
Des particules aérées sont fournies à chaque ajutage 30 et 31 au départ de la matière particulaire fluidisée contenue dans les enceintes 69 et 70.
Une membrane poreuse 73 au bas de l'enceinte
69 forme la paroi supérieure d'une chambre de surpression 74 dans laquelle de l'air de fluidisation est introduit par une conduite d'alimentation 75. L'extrémité supérieure de l'enceinte 69 est fermée par une paroi supérieure 76 qui comporte une lumière d'admission 77 raccordée à un conduit de remplissage 78 comprenant une valve 79. La matière particulaire est introduite dans l'enceinte 69 par le conduit 78 lorsque la valve 79 est ouverte. Un conduit d'air 80 communique avec une ouverture prévue dans la paroi supérieure 76. Le conduit 80 contient une valve 81 au moyen de laquelle l'espace supérieur de l'enceinte 69 peut être raccordé à une conduite de pression 82 ou peut être mis en communication avec une conduite d'échappement 83.
Un autre conduit 84 est raccordé à une ouverture prévue dans la paroi supérieure 76 près de la paroi latérale 71 de l'enceinte 69. Le conduit 84 forme une sortie située au-dessus d'une partie du lit fluidisé dans l'enceinte 69, qui est séparée de la partie principale du lit par une chicane 85 s'étendant vers le bas à partir de la paroi supérieure 76. L'extrémité inférieure de la chicane 85 est espacée au-dessus du fond poreux 73 de l'enceinte, de manière à fournir un trajet, indiqué par la flèche 86, permettant au flux de matière particulaire fluidisée de passer de la partie principale de l'enceinte dans l'espace compris entre la chicane 85 et la paroi latérale 71 de cette enceinte pour alimenter les ajutages 30 en particules aérées. L'air de fluidisation en excès est évacué par le conduit 84.
Les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour la structure de la paroi supérieure avec ses conduits d'entrée et de sortie à l'extrémité supérieure de l'autre enceinte 70 identique à l'enceinte 69.
Dans le bas de l'enceinte 70 se trouve une membrane poreuse 87 à travers laquelle de l'air de fluidisation est fourni à partir d'une chambre de surpression 88 qui comporte sa propre alimentation d'air 89. Un flux de particules aérées est fourni de l'enceinte 70 en dessous de l'extrémité inférieure de la chicane 85, comme indiqué par la flèche 86, pour alimenter les ajutages 31. Lorsqu'une quantité adéquate de la matière particulaire choisie a été introduite dans les deux enceintes 69 et 70, les valves 79 sont fermées et les valves 81 raccordent les conduites de pression 82 aux conduits 80, de sorte qu'une pression est maintenue au-dessus des lits fluidisés dans les enceintes 69 et 70.
La pression des alimentations d'air de fluidisation parvenant par les conduits 75 et 89 dans les chambres de surpression 74 et 88, est telle que la matière particulaire, dans les enceintes 69 et
70, se trouve dans un état fluidisé adéquat en dépit de la pression indiquée par les flèches 90 qui est maintenue dans les espaces supérieurs au-dessus des deux lits fluidisés.
En réglant la pression de l'alimentation d'air de fluidisation par les conduits 75 et 89 par rapport aux pressions 90 maintenues au-dessus des surfaces des lits d'alimentation fluidisés, on règle la pression dans les particules aérées qui parviennent aux bancs d'ajutages 30 et 31 pour assurer que des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres soient projetés vers les surfaces du verre à une vitesse garantissant que les jets conservent leur intégrité dans leur trajectoire vers la surface du verre. La commutation des alimentations d'air est commandée d'une manière semblable à celle décrite à propos de la forme d'exécution des Fig. 1 à 3.
La matière particulaire débitée par les ajutages 30 et 31 est recueillie et est introduite dans une cuve de stockage distincte pour être renvoyée au moment voulu dans les conduits 78 des enceintes 69 et 70.
La présence des chicanes 85 permet au niveau de la matière particulaire fluidisée dans les enceintes
69 et 70 de descendre sans nuire à l'effet de trempe qui est réalisé, car une pression constante est maintenue dans les espaces supérieurs au-dessus des surfaces de la matière fluidisée dans les enceintes 69 et
70. L'évacuation du gaz par les conduits 84 contribue à régler la pression dans les particules aérées parvenant aux ajutages.
La Fig. 5 des dessins illustre une autre forme d'exécution de l'invention convenant pour la trempe par voie thermique d'une feuille de verre 91 supportée horizontalement.
Des conduits d'alimentation 92 et 93 disposés horizontalement qui contiennent de la matière particulaire fluidisée comportent des bancs d'ajutages horizontaux supérieur et inférieur 30, 31, respectivement.
Les ajutages 30 font saillie vers le bas à partir de la face inférieure du conduit d'alimentation
92 et les ajutages 31 font saillie vers le haut à partir de la face supérieure du conduit d'alimentation
93. Un espace de traitement horizontal pour une feuille de verre 1 est délimité entre les extrémités des ajutages.
Un récipient d'alimentation vertical 94 communique avec le conduit d'alimentation supérieur 92 par sa face supérieure, et un récipient d'alimentation
95 communique avec le conduit d'alimentation inférieur
93 par un côté. Des tubes poreux 96 sont prévus dans chacun des conduits d'alimentation 92 et 93.
Des tubes poreux supplémentaires 97 et 98 sont prévus à la base du récipient d'alimentation 95, le tube 98 étant raccordé en parallèle avec les tubes 96 du conduit d'alimentation 93.
Avant de traiter une feuille de verre, on commute la dépression sur les tubes 96 dans les conduits d'alimentation 92 et 93. La dépression est également commutée sur le tube 98 à la base du récipient d'alimentation 95.
La matière particulaire contenue dans les conduits d'alimentation 92 et 93 est ainsi maintenue dans un état non aéré compacté. De l'air est introduit sans interruption dans le tube 97 à la base du récipient d'alimentation 95, de telle sorte que la matière particulaire contenue dans le récipient 95 est maintenue aérée dans un état d'attente.
Une feuille de verre 91, qui a été chauffée à une température de prérefroidissement brusque, est supportée sur un châssis 99 et est introduite dans l'espace de traitement horizontal. De l'air est alors introduit dans les tubes 96 dans le conduit d'alimentation supérieur 92 et dans les tubes 96 ainsi que dans le tube 98 du conduit d'alimentation inférieur 93.
L'aération de la matière particulaire, dans les conduits d'alimentation 92 et 93, est telle que l'effet de trempe de la matière particulaire, qui est projetée vers le bas par les ajutages 30 sur la face supérieure de la feuille de verre, est en substance identique à l'effet de trempe de la matière particulaire qui est projetée vers le haut par les ajutages 31 vers la face inférieure de la feuille de verre.
La Fig. 6 illustre, dans une vue semblable à la Fig. 1, une autre manière de mettre l'invention en oeuvre, selon laquelle les conduits d'alimentation 28 et 29 sont immergés dans un lit de refroidissement brusque de la matière particulaire fluidisé au moyen d'un gaz dans lequel la feuille de verre chaude 1 est descendue. Les jets sont projetés par les ajutages dans le lit fluidisé à une vitesse assurant que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire à travers le lit fluidisé en direction du verre.
Les bancs d'ajutages 30 et 31 et l'alimentation de la matière particulaire fluidisée sont identiques à ceux décrits avec référence aux Fig. 1 à 3.
Sur le sol 15, dans la charpente 14, se trouve une table de levage 100 montée sur un mécanisme à ciseaux et entourée par un soufflet 101. La table 100 est indiquée en traits interrompus dans sa position abaissée. Sur la table 100 est placée une cuve 102 destinée à un lit de refroidissement brusque fluidisé au moyen d'un gaz de la même matière particulaire que celle qui est fournie aux ajutages 30 et 31. La section horizontale de la cuve est rectangulaire et son extrémité supérieure est ouverte. Le fond de la cuve est formé par une membrane poreuse dont la position est indiquée par la référence 103. Cette membrane poreuse
103 est également la paroi supérieure d'une chambre de surpression qui est indiquée d'une manière générale par la référence 104.
La chambre de surpression 104 est divisée en trois parties par des cloisons et comprend une partie médiane comportant sa propre alimentation d'air et placée en dessous de l'espace de traitement, et deux parties extérieures comportant une alimentation d'air commune. De l'air est fourni à une pression relativement élevée à la partie médiane de la chambre de surpression ainsi qu'à ses parties extérieures.
La porosité de la membrane 103 est telle que le flux d'air subit une perte de pression élevée à la traversée de la membrane. La pression de l'alimentation d'air dans la partie médiane de la chambre de surpression est telle que la partie médiane du lit fluidisé dans la cuve 102 se trouve dans un état de fluidisation particulaire calme uniformément expansé. La quantité de la matière particulaire, qui est initialement présente dans la cuve 102, est telle que, lorsque de l'air de fluidisation est introduit dans la chambre de surpression 104, le niveau de la surface calme du lit fluidisé se trouve environ à la mi-hauteur de la cuve.
Des tubes de refroidissement, non représentés, peuvent être montés dans la cuve près de ses parois latérales pour maintenir le lit fluidisé à une température de refroidissement brusque adéquate, par exemple
<EMI ID=15.1>
En actionnant la table élévatrice 100 au moyen du mécanisme à ciseaux, on élève la cuve 102 de sa position inférieure vers sa position supérieure, représentée en traits pleins. Les deux conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 sont immergés dans le lit fluidisé et le déplacement de la matière fluidisée par les conduits est tel que le lit fluidisé remplit alors la cuve et peut déborder légèrement par-dessus le bord supérieur de cette cuve.
Le plan incliné pneumatique 61 est espacé d'un côté de la cuve 102 pour recevoir la matière particulaire qui déborde par-dessus le bord supérieur de la cuve dans deux goulottes collectrices 105. Quatre goulottes 105 sont fixées à la cuve et ces goulottes encerclent ensemble la totalité du bord supérieur de la cuve. Les deux autres goulottes collectrices 105 débitent de l'air sur les plans inclinés pneumatiques
66. Chacune des goulottes est dirigée vers le bas vers un étranglement 106 auquel une buse 107 est articulée. Lorsque la cuve 102 est élevée ou abaissée, les buses
107 pivotent vers le haut, et lorsque la cuve se trouve dans sa position supérieure, les buses pivotent vers le bas de manière à venir se placer au-dessus des plans inclinés pneumatiques 61 et 66.
Le cyle de fonctionnement est semblable à celui décrit pour la forme d'exécution des Fig. 1 à 3. Lorsque les portes 11 du four ont été fermées et que la feuille de verre suspendue est chauffée dans le four, la table élévatrice est actionnée au moyen de son mécanisme à ciseaux pour amener la cuve dans sa position supérieure. Les buses 107 sont relevées, de telle sorte qu'elles soient dégagées des plans inclinés pneumatiques 61 et 66. Aussitôt que la table 100 commence à monter, les transporteurs 57 et 58 sont mis en route. Lorsque la cuve se trouve dans sa position supérieure, les alimentations d'air de la chambre de surpression 104 sont ouvertes.
L'air introduit dans la chambre de surpression
104 fluidise la matière particulaire contenue dans la cuve 102, la matière particulaire contenue dans l'espace de traitement entre les bancs d'ajutages se trouvant dans un état uniformément expansé de fluidisation particulaire calme.
Les portes 11 du four s'ouvrent à ce moment et la feuille de verre chaude est descendue rapidement à une vitesse constante dans l'espace de traitement. Dès que le bord inférieur de la feuille de verre a franchi vers le bas la surface supérieure calme horizontale de la matière particulaire fluidisée, de l'air est introduit dans les tubes poreux 49 et dans les plans inclinés pneumatiques 52 et 57. La matière particulaire aérée s'écoule des récipients d'alimentation 34 et 35 vers les ajutages à une pression telle que des jets cohérents de la matière particulaire soient projetés vers la feuille de verre à travers la matière fluidisée calme contenue dans l'espace de traitement.
La matière particulaire déborde par-dessus le bord supérieur de la cuve et est recyclée vers les récipients d'alimentation 34 et 35 en vue de maintenir les niveaux de surfaces statiques des lits fluidisés d'alimentation.
Le lit fluidisé calme dans la cuve 102 communique lui-même un niveau de contraintes de base à la feuille de verre et la transmission de la chaleur des surfaces de la feuille de verre est renforcée par l'effet des jets submergés des ajutages qui frappent les surfaces de la feuille de verre, favorisent une agitation localisée de la matière particulaire au niveau de ses surfaces et produisent un motif de contraintes de la feuille de verre plus uniforme que celui produit par les jets de matière particulaire seuls.
La Fig. 7 illustre un autre appareil conforme à l'invention servant à cintrer et à tremper des feuilles de verre.
Les mêmes chiffres de référence sont utilisés sur la Fig. 7 et sur les Fig. 1 à 3 pour indiquer les mêmes parties ou des parties semblables.
Le four 7 est installé au bas de l'appareil et des matrices de cintrage 108 et 109 sont montées audessus de l'embouchure 10 du four.
Les conduits d'alimentation 28 et 29 avec leurs bancs d'ajutages 30 et 31 sont les sections inférieures de conduits verticaux dont les sections supérieures constituent les récipients d'alimentation
34 et 35. Les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 de la forme d'exécution des Fig. 1 à 3 ne sont plus nécessaires.
L'aération de la matière particulaire dans chacune des parties d'alimentation supérieures 34 et 35 des conduits est assurée par deux paires de tubes poreux 40. Une paire de tubes 40 est montée environ à mi-hauteur de chaque section supérieure. La paire inférieure de tubes 40 est montée près de l'extrémité inférieure de la section supérieure. Chaque paire de tubes 40 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 41, à la canalisation d'air comprimé 38. L'alimentation d'air comprimé fournie de manière ininterrompue aux tubes 40 maintient la masse d'alimentation de matière particulaire dans les sections supérieures prête dans un état aéré.
A la partie supérieure de chaque section inférieure 28 et 29, juste au-dessus des bancs d'ajutages 30 et 31, sont montés trois tubes poreux 54 qui sont raccordés en parallèle à une valve de commutation
55 commandée par un dispositif à temps 56. Une entrée de la valve 55 est raccordée directement à la canalisation sous dépression 52. L'autre entrée de la valve
55 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 114, à la canalisation d'air comprimé 38.
Dix tubes poreux 49 espacés verticalement sont prévus dans chacune des sections inférieures 28 et 29 et sont raccordés par paires à des valves de commutation 50, qui sont commandées par des dispositifs à temps 53 et qui comportent des entrées raccordées directement à la canalisation sous dépression 52 et des entrées raccordées, par l'intermédiaire de régulateurs de pression 51, à la canalisation d'air comprimé 38.
Le fonctionnement de cet appareil est semblable à celui de l' appareil des Fig. 1 à 3. La commutation de la dépression sur les bancs de trois tubes poreux 54, dans la région de sortie des sections d'alimentation supérieures 34 et 35 des conduits verticaux, sert à assurer une compression positive de la matière particulaire dans les régions au-dessus desquelles les masses d'alimentation aérées sont supportées jusqu'à ce qu'un flux ou un écoulement soit requis.
La feuille chaude 1 est élevée à partir du four vers la position de cintrage située entre les matrices 108 et 109 qui se ferment sur la feuille. Lorsque les matrices sont ouvertes, la feuille cintrée, qui est encore chaude, est élevée vers la position représentée dans l'espace de traitement entre les bancs d'ajutages 30 et 31.
Une goulotte collectrice de poudre 115 se déplace en dessous des bancs d'ajutages et les valves
55 commutent alors l'air comprimé vers les tubes 54. Ceci libère les masses d'alimentation de matière particulaire aérée dans les sections supérieures 34 et
35, et l'écoulement en chute de la matière dans les conduits verticaux est amorcé pour alimenter les jets projetés par les ajutages à la suite de la commutation séquentielle de l'air comprimé vers les tubes 49 qui débute lorsque le dispositif à temps 56 actionne la valve 55.
Dans chaque forme d'exécution, la section transversale des ajutages peut être différente d'une section circulaire, par exemple elle peut être ovale. En lieu et place d'ajutages, les faces antérieures des conduits d'alimentation 28 et 29 peuvent être pourvues de bancs d'ouvertures en forme de boutonnières ou de fentes qui sont à même de produire des jets de parti-cules aérées serrées les unes contre les autres à projeter vers la surface du verre.
L'invention produit des feuilles de verre trempées par voie thermique présentant des valeurs élevées de contrainte de traction centrale et des valeurs élevées proportionnelles de contrainte de compression superficielle. La contrainte de traction centrale est une indication de la résistance élevée du verre trempé.
Par exemple, des contraintes de traction centrale comprises entre 114 MPa et 128 MPa ont été produites dans des feuilles de verre d'une épaisseur comprise entre 6 et 12 mm au moyen du procédé conforme à l'invention.
Des feuilles de verre plus minces d'une épaisseur comprise entre 2 et 3 mm et présentant une contrainte de traction centrale comprise entre 60 MPa et 92 MPa ont été produites au moyen de l' invention de même que des feuilles d'une même épaisseur présentant une contrainte de traction centrale inférieure à
60 MPa, par exemple jusqu'à environ 46 MPa.
Des feuilles de verre encore plus minces peuvent être trempées par voie thermique jusqu'à une résistance élevée par le procédé conforme à l'invention. Par exemple, du verre trempé de 1,1 mm d'épaisseur a été produit avec une contrainte de traction centrale atteignant 53 MPa.
REVENDICATIONS
1.- Appareil pour tremper du verre par voie thermique par un refroidissement brusque d'un article en verre chaud au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à contenir une masse de matière particulaire aérée mobile, et un dispositif d'extraction de gaz placé dans une région de cette masse à travers laquelle l'écoulement d'un flux de matière particulaire en direction du verre doit être engendré.
Tempering glass thermally.
The present invention relates to tempering glass thermally and, in particular, to an apparatus and method for tempering glass thermally in which hot glass is quenched abruptly with particulate matter.
Traditionally, glass has been thermally toughened with cold air directed at its heated surfaces. Attempts to increase the degree of quenching obtained by increasing the flow of cooling air have not always been accepted by the industry due to mechanical deterioration of the glass surfaces which produce optical defects rendering the sheets of tempered glass unacceptable as glass for motor vehicles.
British patents n [deg.] 441,017; 449,602 and
449,864 also describe methods of spraying a liquid providing sudden cooling on the surfaces of the hot glass, in the form of jets or a fine spray of the liquid.
It is also known to use as a quenching agent a suspension of particulate matter in a gas flow. U.S. Patent No. 3,423,198 relates to the use of a suspension in a gas of a particulate organic polymer, in particular, a silicone rubber or a polyfluorocarbon. US Patent No. [deg.] 3,764,403 describes contacting hot glass with carbon dioxide snow which can be sublimated.
The main object of the invention is to provide an improved method and apparatus for thermal tempering of glass in which the mobility of a particulate material which is directed onto the surfaces of the glass is subject to improved regulation.
According to the invention, there is provided an apparatus for tempering glass thermally by sudden cooling of a hot glass object by means of a particulate material, characterized in that it comprises a device intended to contain a mass of mobile aerated particulate matter and a gas extraction device located in a region of this mass through which a flow of particulate matter towards the glass is to be generated.
The apparatus is preferably characterized by a device forming an enclosure intended to contain a mass of supply of particulate material, a device for supplying and extracting gas connected to the enclosure, and a device for adjusting the device for supply and extraction of gas, so as to selectively control the mobility of the particulate material in order to initiate the flow of a flow of particulate material towards the glass and to maintain the flow of this flow during a sufficient time to induce tempering stresses in the glass.
The enclosure intended to contain a mass of particulate material may be a supply container having an outlet for the flow of the stream, and the gas supply and extraction device may comprise at least one porous tube placed in the region of the outlet of the supply container and connected, via a valve, to the gas supply and extraction device.
In the preferred embodiment, the outlet of the supply container is connected to a supply conduit comprising a nozzle bank intended to project jets of aerated particles tight against each other in the direction of the glass, the container The supply line is placed so as to provide an effective pressure load ensuring the supply of the particles, and porous tubes for the supply and extraction of the gas are placed in the supply line near the entries of the nozzles.
A preferred embodiment of the apparatus comprises a valve connecting each porous tube to a gas supply line and a gas extraction line, and time devices connected to the valves for controlling the switching sequence of the supply of gas to the porous tubes and the extraction of gas from these porous tubes.
In addition, at least one porous tube can be placed in the region of the inlet of the supply duct and can be connected by a valve to the gas extraction pipe, and a time device can be connected to the valve. to control the switching of gas extraction, thereby controlling the flow of the particulate matter flow from the feed container.
When tempering a suspended glass sheet, the apparatus may comprise two supply conduits each provided with a nozzle bank, these benches delimiting, between their outlet ends, a processing space for the glass sheet. hanging glass and two supply containers connected, respectively, to the supply conduits.
The invention also includes a process for tempering glass thermally, in which a hot glass article is quenched abruptly by means of a particulate material, characterized in that the mobility of the particulate material is selectively regulated so as to initiate the flow of a flow of particulate matter towards the glass and maintain this flow for a time sufficient to induce tempering stresses in the glass.
In addition, the invention consists in regulating the flow of a flow of particulate material from a supply mass of the aerated mobile particulate material, by extraction of gas from a region of this mass, through which the flow of the flow is generated, in order to compress the material in this region and to block the flow of the flow.
According to a preferred method, a mass of particulate material intended to feed the flow is aerated while extracting gas from an outlet region of this mass in order to compress the material and block the flow of the flow, and the flow of the aerated particulate matter flow by switching from extracting the gas from this outlet region to supplying the gas to this outlet region.
Gas can be introduced into the flow downstream of the region to regulate the pressure in the flow.
One procedure consists in producing the flow towards the glass in the form of several jets of aerated particles tight against each other and of regulating the pressure of the gas introduced into the flow, so as to project the jets towards a surface of the glass. at a speed which ensures that each jet retains its integrity in its trajectory towards the surface of the glass.
When tempering a sheet of glass thermally, this sheet can be vertical and the jets of particles are directed towards the two surfaces of the glass.
The particle jets can be projected by vertical banks of nozzles.
Each nozzle bank is preferably supplied by a flow coming from a supply mass in the fall of aerated particulate matter, gas is introduced into the flow near the nozzles and the height of the supply mass above the nozzles as well as the pressure of the gas supply are adjusted to ensure the adjustment of the speed of projection of the jets towards the glass.
The feed mass may be a column of particulate matter, gas being extracted from a region at the bottom of the column to prevent the flow of particulate matter flow from that column, gas being then introduced into this region to adjust the flow of particulate matter from the column.
This process can, moreover, be characterized in that gas is introduced into each flow in several places which are spaced from each other in the vetical direction near the nozzles, one passes from the gas supply to the extraction gas in these places to shut off the flow of the stream at the end of a quenching operation and we pass to the gas supply in these places to initiate the projection of the particle jets towards the next sheet of glass to be quenched .
Switching to the gas supply at these locations can be selectively synchronized and can begin at the lower location.
According to the method of the invention, it is also possible to block the flow of the flow of particulate matter from the supply mass by extracting gas from an outlet region located just above the nozzle bank. .
The invention also includes thermally toughened glass obtained by the process described here.
Certain embodiments of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an elevational view, partly in section, of an embodiment of the apparatus according to the invention for tempering glass sheets thermally;
Fig. 2 is a front elevational view, partly in section, of the apparatus shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view from above of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2;
Fig. 4 is a schematic vertical sectional view of another embodiment of the apparatus used to carry out the invention;
Fig. 5 is a schematic vertical sectional view of another embodiment of the device according to the invention, for the thermal tempering of a glass sheet arranged horizontally;
Fig. 6 is a view similar to FIG. 1 of a variant of the apparatus shown in FIG. 1 which comprises an abrupt cooling bed fluidized by means of a gas, and
Fig. 7 is a side elevational view, partly in section, of another embodiment of the apparatus according to the invention.
As shown in Figs. 1 to 3, a sheet of soda-lime-silica glass 1, which, in the embodiment shown is rectangular, but which could be cut in the form of a windshield, of a side window or of a rear window of a motor vehicle is suspended by clips 2 in a conventional manner from a suspension system 3 which is itself suspended from a clip bar 4. The clip bar 4 is suspended by cables of lifting 5 to a lifting system 6 of conventional type which is mounted above the sky of a vertical oven of conventional design, indicated generally by the reference 7. The lifting cables 5 pass through sockets 8 in the top of the oven 7 and vertical guide bars 9 on which the gripper bar 4 moves also extend across the top of the oven.
At the bottom of the oven 7 is provided an open mouth 10 which can be closed by doors 11 actuated hydraulically. The oven is mounted on a platform 12 above which there is a frame 13 which carries the lifting system 6.
The platform 12 is mounted at the upper end of a vertical frame 14 which stands on the ground 15.
Two vertical supply lines 28 and
29 each have a nozzle bank 30 and 31, respectively, which project inwards from the anterior faces of the conduits 28 and 29. The conduits 28 and 29 are mounted on the frame 14 and a treatment space for the glass sheet 1 is defined between the outlet ends of the nozzles.
The nozzles 30 and 31 of each bench are arranged in a pattern corresponding to that of the number "five of a set of dominoes" and protrude from the vertical internal face of the respective supply conduits 28 and 29, these conduits having a section transverse rectangular and extending vertically downwards from the outlet ends of individual pneumatic inclined planes 32 and 33, which start from the lower ends of vertical feed containers 34 and 35 containing columns of particulate material to be brought into a state ventilated at nozzles 30 and 31.
The pneumatic inclined plane 32 has a porous bottom, indicated at 36, through which air is delivered by a distribution chamber 37. Compressed air is introduced into the distribution chamber
37 from a compressed air line 38 via a pressure regulator 39. Air is delivered near the lower end of the supply container 34 by a porous ramp 44 in view of aerating and mobilizing the particulate material in the supply container 34. The ramp 40 is connected, by means of a pressure regulator 41, to the compressed air line 38.
Likewise, compressed air from line 38 is supplied from a distribution chamber 42 through the porous bottom 43 of the pneumatic inclined plane
33 and feeds a porous ramp 44 located near the lower end of the feed container 35.
A recycling conveyor system is provided, as described below, for maintaining a supply of particulate material into the upper end of the feed container 34, the particles passing through a fine mesh filter 45. The fall of the particulate material into the vertical container entrains air from the upper end of the container and this entrained air, together with the air coming from the inclined plane 32, effectively aerates the particles contained in the container, so that they are loose and that they can flow down like a fluid.
This effect is improved by air delivered at a pressure adjusted through the porous ramp 40 at the lower end of the container.
34 and through the porous bottom 36 of the inclined penumatic plane 32, in order to establish a balanced ventilation system ensuring the fluidity of the particles which flow at the appropriate time in the upper end of the vertical supply duct 28.
The height of the usual level of the surface 46 of the column of particulate matter in the vertical container 34 above the nozzles 30 produces a pressure load in the supply of particles to the nozzles 30. In the case of a bench of nozzles arranged in any particular way, this pressure load contributes to regulating the speed at which aerated particles jets tight against each other are projected by the nozzles 30 towards the glass to be tempered.
The opposite nozzle bank 31 is supplied, in a similar manner, by means of a flow of aerated particulate material through the vertical duct 29 which extends downwards from the pneumatic inclined plane 33 which starts from the lower end of the feed container 35. A fine mesh filter 47 is provided at the upper end of the container 35, and the usual level of the surface of the column of particulate matter in the container 35 is indicated at 48.
Multiple porous gas supply tubes
49, for example made of porous sintered metal, are provided in each of the vertical supply conduits 28 and
29. The tubes 49 extend horizontally across the conduits behind and near the nozzles and are also spaced vertically in several places in each conduit. The tubes 49 can be brought closer and apart horizontally from the entries of the nozzles for adjustment purposes. One end of each tube 49 is connected, outside the duct in which it is installed, to a switching valve 50, for example a drawer, of which a first inlet is connected, by means of a pressure regulator 51, to the compressed air pipe 38 and a second inlet of which is connected to a vacuum pipe 52. The operation of the drawer is controlled by a time device 53.
In the embodiment shown, six porous tubes 49 are provided and the devices in time
53 are controlled by an electronic sequence controller of known type which governs a switching sequence for supplying the gas from the pipe 38 to the pipes and for extracting the gas from the pipes to the pipe under vacuum 52.
When the tubes 49 are connected by the drawers 50 to the compressed air supply pipe 38, the air which leaves through the pores of the tubes 49 constitutes a supply of air in the supply of aerated particles falling in the conduits. vertical. The height of each supply bed, designated by the levels 46 and 48 of the surfaces of the columns of particulate matter, and the regulated pressure of the switched air supplies of the tubes 49 in each duct 28 and 29 determine the pressure prevailing in the aerated particles. at the inputs of the nozzles. This determines the speed at which the aerated particle jets tightly pressed against each other are projected by the nozzles 30 and 31 towards the surfaces of a glass sheet when it is suspended in the treatment space between the nozzles 30 and 31.
A porous tube 54 is provided at the upper end of each supply duct 28 and 29, that is to say in the region of the entry of the flow of particulate material into each duct. Each tube
54 is connected by a switching slide 55 to the compressed air pipe 38 and to the vacuum pipe 52. The slide 55 is controlled by a time device 56.
Vertical disc carriers 57 and 58 are each associated with one of the feed containers
34 and 35, respectively. Conveyor 57 extends upward from a hopper 59 to an outlet
60 which is placed above the open upper end of the feed container 34. The hopper 59 is placed below the flow end of a pneumatic inclined plane 61, which is fixed at a small angle relative to horizontally and which is spaced apart on one side of a collecting tank 62 to receive the particulate material which overflows over an upper lateral edge 63 of the tank 62. The conveyor 58 extends upwards from a hopper 64 to an outlet 65 which is placed above the upper end of the supply container 35.
The hopper 64 is placed below the flow end of a pneumatic inclined plane 66, which is also mounted at a small angle, as shown in FIG. 1, and receives particulate matter from the other upper side edge
63 of the tank 62.
The hoppers 59 and 64 have coarse mesh filters 67 and 68 which the particulate material passes through from the flow ends of the pneumatic inclined planes 61 and 66.
The operating cycle for the thermal tempering of a glass sheet will now be described.
Initially, the regulated compressed air supplies are supplied to the porous tubes 40 and 44 located at the lower ends of the supply containers 34 and 35, as well as to the pneumatic inclined planes 32 and 33. Feed masses of aerated particulate material are thus kept in a waiting state in the containers 34 and 35. The porous tubes 49 and 54 are placed in communication with the vacuum. The extraction of gas by the tubes 54 is able to compress the particulate matter in the region of the exits of the penumatic inclined planes 32 and 33 and to prevent any flow of the particulate matter from the moving masses of aerated particulate matter in the feed containers.
The extraction of the gas by the tubes 49 counteracts any tendency of the particulate matter to escape, particle by particle, through the nozzles 30 and 31.
The doors 11 provided at the bottom of the oven are open and the clamp bar 4 is lowered by the lifting system, so that the glass sheet 1 to be tempered can be suspended from the clamps.
The lifting system 6 is then actuated to raise the clamp bar to the position in the oven shown in FIGS. 1 and 2, and the doors 11 of the oven are closed. The glass remains in the oven for a sufficient time to heat the glass sheet to a temperature close to its softening point, for example to a temperature between
620 and 680 [deg.] C, by radiation by means of electric heaters provided in the walls of the oven. When the glass sheet has reached a desired temperature, the doors located at the bottom of the oven open and the glass sheet is rapidly lowered at a constant speed into the vertical treatment space provided between the nozzles 30 and 31.
A dynamic braking mechanism in the lifting system 6 ensures rapid deceleration when the glass reaches its position indicated by dotted lines in FIGS. 1 and 2, between the nozzle banks 30 and 31.
When it is necessary to produce curved toughened glass sheets, it is possible to install bending dies, in a known manner, between the furnace and the treatment space. We start by lowering the hot glass sheet into a position between the bending dies and then advancing the bending dies so that they close on the glass sheet and they bend it to the desired shape . The matrices are then retracted and the glass sheet is lowered into the treatment space.
As a variant or in addition, the suspension technique described in document GB-A-2,038,312 can be used either to contribute to the bending when bending dies are used, or to effect the bending of the suspended glass sheet.
When the glass sheet is immobilized in the treatment space, the time devices 56 actuate the switching valves 55 which switch the tubes 54 from the vacuum line to the compressed air line. At the same time, the time devices 53 associated with the lower tubes 49 switch the lower switching valves 50 from the vacuum pipe to the compressed air pipe, and the aeration of the stagnant particulate matter at the bottom of the pipes 28 and 29 begins. . The switching sequence continues with the rapid switching of the remaining valves 50 on the compressed air line 38.
The particulate matter contained in the conduits 28 and 29 is instantly mobilized and, since the flow of aerated particulate matter from the supply containers 34 and 35 is no longer blocked by the extraction of gas by the tubes 54, the pressure charge remaining in the containers 34 and
35 is immediately effective and the projection of jets of aerated particles tight against each other is initiated from the nozzle banks towards the surfaces of the glass sheet.
The effective pressure load, determined by the height of the supply of falling particles into the vertical containers 34 and 35, and the air pressure supplied by the porous tubes 49 determine the pressure prevailing in the vertical supply conduits 28 and 29 just behind the nozzle benches
30 and 31. Air jets of aerated particles tight against each other are therefore projected by the nozzles 30 and 31 towards the surfaces of the glass in the treatment space at a speed which ensures that each jet retains its integrity in its trajectory in direction of the glass.
The excess particulate matter overflows over the lateral edges 63 and 67 of the tank 62 and descends the chutes to fall on the pneumatic inclined planes 61 and 66, which introduce them into the hoppers 59 and 64 from where they are recycled towards the ends upper feed containers 34 and 35 by conveyors 57 and 58. As soon as the flow of the flow is started, the reconstitution of the particulate matter in the feed containers
34 and 35 maintains the height of the feeding beds at approximately the static levels of the surfaces indicated in
46 and 48.
At the end of a quenching period during which the glass sheet is cooled well below its quenching point, and during which quenching stresses develop as the cooling of the glass continues to room temperature, the system control of the time devices forces the time devices 53 and 56 to switch the valves 50 and 55 to the vacuum, thereby blocking the flow of flow to the nozzles by compressing the particulate matter in the conduits 28 and 29 behind the nozzles and by compressing the material in the region of the outlet of each of the pneumatic inclined planes.
The mobility in the aerated supply masses contained in the supply containers is preserved. When the extraction of the gas by the tubes 54 has closed the flow of the aerated material of the pneumatic inclined planes, means may be provided to put the tubes 49 in the atmosphere if the material, now stagnant in the conduits 28 and 29, does not tend to flow, particle by particle, through the lower nozzles of the banks.
A factor which, as we have seen, influences the degree of tempering induced in the glass is the rate of vacancies of each jet of particles, which is defined below and which is preferably between 0.9 and 0.4. The effective pressure at the inlet of the nozzles, and therefore the speed at which the aerated particle jets tight against each other are ejected from the nozzles, is such that each jet retains its integrity in its path towards the surface of the glass as well as the gap rate required.
The main control factors therefore include the height of the aerated particulate matter supply beds, the gas pressure delivered by the porous tubes 49 in the vertical conduits 28 and 29, the time during which the jets are active, and the geometry of nozzles and nozzle banks.
The amounts of air supplied to the individual tubes 49 shown in the drawings or to pairs of these tubes can be varied independently. This allows an independent adjustment of the flow rate of the particulate matter passing through parts of the nozzle banks, so that the uniformity of the sudden cooling can be preserved.
In one embodiment of the apparatus used for tempering glass sheets, the length of each of the nozzles of the benches 30 and 31 is 30 mm and the bore of the nozzle is 3 mm. The nozzles are arranged in a pattern corresponding to that of the number "five of a set of dominoes", the spacing between the nozzles being 20 mm x 20 mm. Each nozzle bench occupies a space of 1.010 mm x 620 mm and includes
3,200 nozzles. The distance between the ends of the nozzles which face each other in the two banks is
115 mm. The height of the levels of the surfaces 46 and 48 of the particulate material in the feed bed in the vertical containers 34 and 35 is approximately 2 meters above the upper ends of the nozzle banks 30 and 31.
The 115 mm wide processing space between the ends of the nozzles is sufficient to allow for abrupt cooling of a flat glass sheet or a sheet which has been bent to a curved shape usually suitable for a windscreen motor vehicle.
The tempered glass sheets are silica-soda-lime glass sheets measuring in total
300 mm x 300 mm. Each glass sheet is heated to an abrupt pre-cooling temperature, for example 650 [deg.] C, and is then abruptly cooled in the particle jets projected by the nozzles
30 and 31 in the processing space.
Each jet is projected forward towards the surface of the glass at a speed which ensures that the boundary of the jet does not become diffuse and that the jet retains its integrity in its trajectory towards the surface of the glass. The jets usually reach the surface of the glass before they have curved down to a substantial extent.
It has been found that it is preferable for each jet to have a vacancy rate of between 0.9 and 0.4. The component perpendicular to the glass surface of the speed of each jet of particles is minus 1 meter per second.
The vacancy rate is an indication of the vacancies in each particle jet. For example for each jet:
<EMI ID = 1.1>
where Vn = volume of a short length of the jet, and Vp = volume of the particulate matter in this short length of the jet.
The value of the vacancy rate decreases as the degree of tightness of the particulate material increases and, for a pulverulent material, it falls to a value between approximately 0.4 and 0.5 for static stacks of powder or masses very tightly packed powder that are moving. At the other end of the range, when the vacancy rate rises above 0.9 towards the limit value of 1.0, which represents pure gas, only a minor proportion of powder is present in the flow gas.
The jets of particulate matter are directed towards the surfaces of the glass for a predetermined period sufficient to induce the tempering stresses in the glass and, after this period, the time devices 53 actuate the switching valves 50 and the porous tubes 49 are then , by switching, placed in communication with the vacuum line 52. The extraction of gas at the places of the tubes 49 blocks the flow of the particulate material through the nozzles and the projection of the particles through the nozzles towards the glass ceases rapidly.
At the same time, the time device 56 actuates the slide valve 55 to switch the tubes 54 on the vacuum line 52. The particulate matter in the exit regions of the pneumatic inclined planes 32 and 33 rapidly hinders the flow of the particulate matter towards the supply conduits 28 and 29 then blocks it.
The aerated particulate matter, in the pneumatic inclined planes 32 and 33 and in the feed containers 34 and 35, is maintained in a movable state in anticipation of the tempering of the next glass sheet.
At the end of a quenching operation, the compressed air supplies reaching the pneumatic inclined planes 32 and 33 and the porous tubes 40 and 44 can also be cut and the particulate matter contained in the containers 34 and 35 and in the inclined planes tires 32 and 33 are removed, but must be re-aerated before the next quenching operation.
Some examples of glass sheets tempered thermally by the process according to the invention and using the nozzle bank that has just been described are indicated below.
EXAMPLE 1.-
The particulate matter used is alumina � ' having the following properties:
Particle density = 1.83 g / cm3 Particle size = 20 / µm to 140 / µm Average particle size
particles = 60 / um
Several glass sheets of different thicknesses are heated to 650 [deg.] C, then subjected to sudden cooling by means of the jets of alumina under the following conditions:
Air supply pressure for
supply tubes 49 = 0.172 MPa Speed of the jets at the outlet of the nozzles = 1.88 m / s Mass flow rate of each nozzle = 10.1 g / s Gap rate of each jet = 0.602
The degree of tempering of glass sheets 1.1 to 12 mm thick is shown in Table I.
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
The central tensile stress is measured by a technique using diffuse light in which a helium / neon laser beam is directed through an edge of the glass and the delay fringes are measured in the first 20 to 30 mm of the surface of the glass to give a measure of the average central tensile stress in this area of the glass. The surface compression stress is measured using a differential surface refractometer.
The modification of the pressure of the air supply reaching the supply tubes 49 has a
<EMI ID = 4.1>
projected by the nozzles and on the vacancy rate of each jet, represented in table II, which indicates the results for the tempering of glass sheets of 2.3 mm and 3 mm thick which were heated to a temperature sudden precooling of 650 [deg.] C.
TABLE II
<EMI ID = 5.1>
These results indicate that an increase in the air supply pressure from 0.035 MPa to 0.276 MPa results in an increase in the speed of the particle jets at the outlet of the nozzles from 1.12 m / s to 2.3 m / s. The gap rate is between 0.533 and 0.714. The mass flow rate of alumina in each jet goes from 4.34 to 11.73 g / s. The jets maintain their integrity and strike the surface of the glass before their trajectory has curved appreciably downwards, so that the component perpendicular to the surface of the glass of the speed of impact of each jet on the glass does not is not significantly less than the value measured at the outputs of the nozzles.
The perpendicular component is preferably at least 1 m / s and, to avoid any deterioration of the glass, it has been found that it is preferable that the speed component perpendicular to the surface of the glass does not exceed 5 m / s.
At a higher glass temperature, for example 670 [deg.] C, a somewhat increased degree of tempering is produced. For example, a central tensile stress of 87 MPa is induced in a glass sheet 3 mm thick when the air supply pressure of the tubes 45 is 0.276 MPa. Under the same conditions, a central tensile stress of 75 MPa is induced in a sheet 2.3 mm thick.
Care must be taken to ensure that the glass surfaces are not damaged by too high a velocity of the particulate matter hitting them while they are hot and vulnerable. The upper speed limit of 5 m / s seems to be adequate.
Spacing between the ends of the nozzles down to about 50 to 60 mm can be used. As the spacing increases, the degree of quenching of the glass sheet decreases, provided that all other conditions remain constant.
To demonstrate this characteristic, the nozzle spacing is modified from 60 to 200 mm when tempering 2.3 mm glass sheets heated to
650 [deg.] Cm with an air supply pressure in the tubes 45 of 0.172 MPa. The results are shown in Table III.
T A B L E A U III
<EMI ID = 6.1>
This indicates that varying the spacing of the nozzles in the range of about 120 mm to about 60 mm provides another interesting way to modify the speed of the jets as they strike the glass and thus modify the stresses induced in glass.
A nozzle spacing of 200 mm is sufficient to process 80 to 90% of the usual range of curved glass sheets for motor vehicle windshields and 95% of the usual glass sheets intended for side windows and glasses rear of vehicles.
EXAMPLE 2.-
Tests similar to those of Example 1 are carried out using alumina trihydrate
(A1203.3H20) with the following properties:
Density of particles = 2.45 g / cm <3> Particle size = 20 / µm to 160 / µm Average particle size = 86 / µm
A number of glass sheets of different thicknesses are heated to 650 [deg.] C, then they are suddenly cooled by means of jets of alumina trihydrate under the following conditions:
Tube supply air pressure
supply 49 = 0.172 MPa Jet speed at the outlet of the nozzles = 1.77 m / s Mass flow rate of each nozzle = 10.38 g / s Gap rate of each jet = 0.68
The degree of tempering of glass sheets from 1.1 mm to 12 mm thick is shown in Table IV.
TABLE IV
<EMI ID = 7.1>
We have again succeeded in demonstrating how the variation in the pressure of the air supply to the tubes 49 affects the speed of exit of the jets projected by the nozzles, the rate of vacancies of the jets and the degree of quenching of the sheets. The results, with 2 mm, 2.3 mm and 3 mm thick glass sheets, heated to 650 [deg.] C, are similar to those obtained using alumina and are shown in Table V.
TABLE V
<EMI ID = 8.1>
These results show that when using alumina trihydrate, an increase in the pressure of the air supply to the tubes 49 from 0.035 MPa to 0.276 MPa results in an increase in the outlet speed of the nozzles of 1.13 m / s to 2.51 m / s. The vacancy rate is between 0.66 and 0.736. The mass flow rate of alumina trihydrate in each jet is increased from 5.65 g / s to 12.44 g / s and the jets have the same shape as in example 1.
At a higher glass temperature, for example 670 [deg.] C, a higher central tensile stress of 87 MPa is obtained in a glass sheet 3 mm thick when the air supply pressure is 0.276 MPa.
EXAMPLE 3.-
With the same nozzle bank and the same dimensions, a mixture of 95% by volume of the alumina trihydrate of Example 2 is used with 5% by volume of baking soda for tempering glass sheets of 2.3 mm thick measuring in total
300 mm x 300 mm. Baking soda has an average particle size of 70 / µm and a density of 2.6 g / cm <3>. Stresses higher than those reached by abrupt cooling are achieved using alumina trihydrate alone. The results obtained are summarized in Table VI.
TABLE VI
<EMI ID = 9.1>
Even higher stresses are produced in glass 3 mm thick under the same conditions as those indicated in Table VII.
T A B L E A U VII
<EMI ID = 10.1>
EXAMPLE 4.-
A nozzle bank similar to that used for Examples 1 to 3 is used, but the bore of the nozzles is 2 mm.
The same alumina trihydrate is used as that of Example 2.
Glass sheets 2.3 mm thick are heated to 650 [deg.] C, then quenched abruptly by means of jets of alumina trihydrate. The working conditions and the results obtained are shown in Table VIII.
T A B L E A U VIII
<EMI ID = 11.1>
EXAMPLE 5. -
With the same nozzle bank as that of Examples 1 to 3, the particulate material used for thermally toughening a 2.3 mm thick glass sheet is "Fillite" powder, which includes spheres of hollow glass obtained from pulverized fuel ash from power station boilers having the following characteristics:
<EMI ID = 12.1>
Density of particles = 0.38 g / cm <3> Particle size = 15 / µm to 200 / µm Average particle size = 80 / µm
The air supply pressure of the supply tubes 45 is adjusted so as to produce jets of the "Fillite" having an outlet speed of the nozzles of 1.4 m / s and a vacancy rate of 0.76 .
The 2.3 mm thick glass sheet is heated to 650 [deg.] C before sudden cooling and the central tensile stress in the toughened glass sheet is 58 MPa.
EXAMPLE 6.-
With the same nozzle bank as that of Examples 1 to 3, the particulate material used is zircon sand with a particle size of 0.104 mm having the following characteristics:
Density of particles = 5.6 g / cm <3> Particle size = 30 / µm to 160 / µm Average particle size = 110 / µm
The results obtained during the tempering of glass sheet 2.3 mm thick are summarized in Table IX.
TABLE IX
<EMI ID = 13.1>
EXAMPLE 7.-
By modifying the design of the nozzles without modifying the air supply pressures of the tubes
49, it can be seen that higher output speeds could be achieved.
This possibility is demonstrated by using the same alumina trihydrate as that of Example 2 projected by two banks of vertical nozzles.
In each bench, the nozzles are arranged in a pattern corresponding to that of the number "five of a set of dominoes" and the spacing between the nozzles is 20 to 20 mm. The length of each nozzle is 55 mm and the bore of the nozzle is 3 mm. Each bench occupies a space of 1.010 mm x 620 mm and the distance between the ends of the nozzles which face each other in the two benches is 85 mm.
Glass sheets 2.3 mm thick are heated to 630 [deg.] C, 650 [deg.] C and 670 [deg.] C and are quenched by jets of alumina trihydrate sprayed from of this bench with air supply pressures of 0.103 MPa, 0.172 MPa and 0.276 MPa which are used in the tests of Example 2.
The results obtained are shown in Table X.
PAINTINGS
<EMI ID = 14.1>
In these examples, aerated particle jets clamped against each other with a vacancy rate of between 0.87 and 0.53 are effective.
It has been found that a gap rate of between 0.76 and 0.4 gives good results.
Differential quenching effects can be obtained, for example to produce vision zones in a glass sheet to be incorporated in a windshield, by arranging the nozzles of each bench according to the desired pattern of regions with increased stresses to induce in the sheet of glass, these regions with increased stresses being dispersed among the regions with lower tempering stresses which guarantee adequate vision in the event of breakage of the sheet.
The suspended hot glass can be transported horizontally through the processing space between the vertical frames. According to another working mode, the quenching sheets to be quenched can be supported at an angle to the vertical, for example at an angle of 45 [deg.] To the vertical, and can be moved along a path horizontal between nozzles benches through a treatment space which is oriented at the same angle with respect to the vertical.
Some nozzles can be pointed inwards, so as to project jets of particles towards the edges of the glass sheet and to improve the stresses produced in these edges. In another embodiment, the nozzles located in the marginal regions of the benches can be directed inward to cause a generalized flow towards the center of the glass sheet during tempering.
Another embodiment of the apparatus used to carry out the invention is illustrated in FIG. 4.
Two enclosures 69 and 70 containing a fluidized particulate material have side walls
71 and 72 which are perforated. Nozzles banks 30 and
31 protrude from these side walls. The distance between the ends of the nozzles is 110 mm and the glass sheet 1 to be thermally toughened is lowered into the treatment space formed between the ends of the nozzles.
Aerated particles are provided at each nozzle 30 and 31 from the fluidized particulate matter contained in the enclosures 69 and 70.
A porous membrane 73 at the bottom of the enclosure
69 forms the upper wall of an overpressure chamber 74 into which fluidizing air is introduced by a supply line 75. The upper end of the enclosure 69 is closed by an upper wall 76 which includes a lumen intake 77 connected to a filling duct 78 comprising a valve 79. The particulate material is introduced into the enclosure 69 through the duct 78 when the valve 79 is open. An air duct 80 communicates with an opening provided in the upper wall 76. The duct 80 contains a valve 81 by means of which the upper space of the enclosure 69 can be connected to a pressure line 82 or can be put in communication with an exhaust pipe 83.
Another conduit 84 is connected to an opening provided in the upper wall 76 near the side wall 71 of the enclosure 69. The conduit 84 forms an outlet situated above a part of the fluidized bed in the enclosure 69, which is separated from the main part of the bed by a baffle 85 extending downward from the upper wall 76. The lower end of the baffle 85 is spaced above the porous bottom 73 of the enclosure, so as to provide a path, indicated by arrow 86, allowing the flow of fluidized particulate material to pass from the main part of the enclosure into the space between the baffle 85 and the side wall 71 of this enclosure to supply the nozzles 30 in aerated particles. The excess fluidizing air is evacuated through line 84.
The same reference numbers are used for the structure of the upper wall with its inlet and outlet conduits at the upper end of the other enclosure 70 identical to the enclosure 69.
At the bottom of the enclosure 70 is a porous membrane 87 through which fluidizing air is supplied from a pressure chamber 88 which has its own air supply 89. A flow of aerated particles is supplied from the enclosure 70 below the lower end of the baffle 85, as indicated by the arrow 86, to supply the nozzles 31. When an adequate quantity of the chosen particulate material has been introduced into the two enclosures 69 and 70, the valves 79 are closed and the valves 81 connect the pressure lines 82 to the lines 80, so that pressure is maintained above the fluidized beds in the enclosures 69 and 70.
The pressure of the fluidizing air supplies arriving through the conduits 75 and 89 in the overpressure chambers 74 and 88 is such that the particulate matter, in the enclosures 69 and
70, is in an adequate fluidized state despite the pressure indicated by the arrows 90 which is maintained in the upper spaces above the two fluidized beds.
By adjusting the pressure of the fluidizing air supply via the conduits 75 and 89 relative to the pressures 90 maintained above the surfaces of the fluidized supply beds, the pressure in the aerated particles which reach the benches is adjusted. 'nozzles 30 and 31 to ensure that jets of aerated particles tightly packed against each other are projected towards the surfaces of the glass at a speed ensuring that the jets maintain their integrity in their trajectory towards the surface of the glass. The switching of the air supplies is controlled in a manner similar to that described in connection with the embodiment of Figs. 1 to 3.
The particulate matter delivered by the nozzles 30 and 31 is collected and is introduced into a separate storage tank to be returned at the desired time in the conduits 78 of the enclosures 69 and 70.
The presence of baffles 85 allows the level of fluidized particulate matter in the enclosures
69 and 70 to descend without harming the quenching effect which is achieved, since a constant pressure is maintained in the upper spaces above the surfaces of the fluidized material in the enclosures 69 and
70. The evacuation of the gas through the conduits 84 contributes to regulating the pressure in the aerated particles arriving at the nozzles.
Fig. 5 of the drawings illustrates another embodiment of the invention suitable for the thermal tempering of a glass sheet 91 supported horizontally.
Horizontally arranged supply conduits 92 and 93 which contain fluidized particulate material have upper and lower horizontal nozzle banks 30, 31, respectively.
The nozzles 30 protrude downward from the underside of the supply duct
92 and the nozzles 31 project upwards from the upper face of the supply duct
93. A horizontal processing space for a glass sheet 1 is delimited between the ends of the nozzles.
A vertical supply container 94 communicates with the upper supply duct 92 through its upper face, and a supply container
95 communicates with the lower supply duct
93 by one side. Porous tubes 96 are provided in each of the supply conduits 92 and 93.
Additional porous tubes 97 and 98 are provided at the base of the supply container 95, the tube 98 being connected in parallel with the tubes 96 of the supply conduit 93.
Before treating a glass sheet, the vacuum is switched over to the tubes 96 in the supply conduits 92 and 93. The vacuum is also switched to the tube 98 at the base of the supply container 95.
The particulate matter contained in the supply conduits 92 and 93 is thus maintained in a compacted non-aerated state. Air is continuously introduced into the tube 97 at the base of the supply container 95, so that the particulate matter contained in the container 95 is kept aerated in a standby state.
A glass sheet 91, which has been heated to an abrupt pre-cooling temperature, is supported on a frame 99 and is introduced into the horizontal processing space. Air is then introduced into the tubes 96 in the upper supply duct 92 and in the tubes 96 as well as in the tube 98 of the lower supply duct 93.
The aeration of the particulate material, in the supply conduits 92 and 93, is such that the quenching effect of the particulate material, which is projected downwards by the nozzles 30 on the upper face of the glass sheet , is essentially identical to the quenching effect of the particulate material which is projected upwards through the nozzles 31 towards the underside of the glass sheet.
Fig. 6 illustrates, in a view similar to FIG. 1, another way of implementing the invention, according to which the supply conduits 28 and 29 are immersed in an abrupt cooling bed of the particulate material fluidized by means of a gas in which the hot glass sheet 1 went down. The jets are projected by the nozzles into the fluidized bed at a speed ensuring that each jet retains its integrity in its trajectory through the fluidized bed towards the glass.
The nozzle banks 30 and 31 and the supply of the fluidized particulate material are identical to those described with reference to FIGS. 1 to 3.
On the ground 15, in the frame 14, there is a lifting table 100 mounted on a scissor mechanism and surrounded by a bellows 101. The table 100 is indicated in broken lines in its lowered position. On the table 100 is placed a tank 102 intended for an abrupt cooling bed fluidized by means of a gas of the same particulate material as that which is supplied to the nozzles 30 and 31. The horizontal section of the tank is rectangular and its end upper is open. The bottom of the tank is formed by a porous membrane whose position is indicated by the reference 103. This porous membrane
103 is also the upper wall of an overpressure chamber which is indicated generally by the reference 104.
The overpressure chamber 104 is divided into three parts by partitions and comprises a middle part comprising its own air supply and placed below the treatment space, and two external parts comprising a common air supply. Air is supplied at relatively high pressure to the middle part of the overpressure chamber as well as to its external parts.
The porosity of the membrane 103 is such that the air flow undergoes a high pressure loss when passing through the membrane. The pressure of the air supply in the middle part of the overpressure chamber is such that the middle part of the fluidized bed in the tank 102 is in a state of uniformly expanded particulate fluidization. The amount of particulate matter, which is initially present in the tank 102, is such that, when fluidizing air is introduced into the overpressure chamber 104, the level of the calm surface of the fluidized bed is approximately at the mid-height of the tank.
Cooling tubes, not shown, can be mounted in the tank near its side walls to maintain the fluidized bed at an adequate sudden cooling temperature, for example
<EMI ID = 15.1>
By actuating the lifting table 100 by means of the scissor mechanism, the tank 102 is raised from its lower position to its upper position, shown in solid lines. The two vertical supply conduits 28 and 29 are immersed in the fluidized bed and the movement of the fluidized material through the conduits is such that the fluidized bed then fills the tank and can slightly overflow over the upper edge of this tank.
The pneumatic inclined plane 61 is spaced from one side of the tank 102 to receive the particulate material which overflows over the upper edge of the tank in two collecting troughs 105. Four troughs 105 are fixed to the tank and these troughs encircle together the entire upper edge of the tank. The other two collector chutes 105 deliver air on the pneumatic inclined planes
66. Each of the troughs is directed downwards towards a constriction 106 to which a nozzle 107 is articulated. When the tank 102 is raised or lowered, the nozzles
107 pivot upwards, and when the tank is in its upper position, the nozzles pivot downward so as to be placed above the pneumatic inclined planes 61 and 66.
The operating cycle is similar to that described for the embodiment of Figs. 1 to 3. When the doors 11 of the oven have been closed and the suspended glass sheet is heated in the oven, the lifting table is actuated by means of its scissor mechanism to bring the tank into its upper position. The nozzles 107 are raised, so that they are released from the pneumatic inclined planes 61 and 66. As soon as the table 100 begins to rise, the conveyors 57 and 58 are started. When the tank is in its upper position, the air supplies to the overpressure chamber 104 are open.
The air introduced into the overpressure chamber
104 fluidizes the particulate matter contained in the tank 102, the particulate matter contained in the treatment space between the nozzle banks being in a uniformly expanded state of calm particulate fluidization.
The doors 11 of the oven open at this time and the hot glass sheet is lowered quickly at a constant speed into the treatment space. As soon as the lower edge of the glass sheet has passed downwards the horizontal upper calm surface of the fluidized particulate material, air is introduced into the porous tubes 49 and into the pneumatic inclined planes 52 and 57. The particulate material aerated flows from the supply containers 34 and 35 to the nozzles at a pressure such that coherent jets of the particulate material are projected towards the glass sheet through the calm fluidized material contained in the treatment space.
The particulate matter overflows over the upper edge of the tank and is recycled to the feed containers 34 and 35 to maintain the static surface levels of the fluidized feed beds.
The calm fluidized bed in the tank 102 itself communicates a level of basic stresses to the glass sheet and the heat transmission from the surfaces of the glass sheet is reinforced by the effect of the submerged jets of the nozzles which strike the surfaces of the glass sheet, promote localized agitation of the particulate matter at its surfaces and produce a stress pattern of the glass sheet more uniform than that produced by the jets of particulate matter alone.
Fig. 7 illustrates another apparatus according to the invention used for bending and tempering glass sheets.
The same reference numbers are used in FIG. 7 and in FIGS. 1 to 3 to indicate the same or similar parts.
The oven 7 is installed at the bottom of the appliance and bending dies 108 and 109 are mounted above the mouth 10 of the oven.
The supply conduits 28 and 29 with their nozzle banks 30 and 31 are the lower sections of vertical conduits, the upper sections of which constitute the supply containers
34 and 35. The pneumatic inclined planes 32 and 33 of the embodiment of FIGS. 1 to 3 are no longer necessary.
Aeration of the particulate matter in each of the upper supply parts 34 and 35 of the conduits is ensured by two pairs of porous tubes 40. A pair of tubes 40 is mounted approximately halfway up each upper section. The lower pair of tubes 40 is mounted near the lower end of the upper section. Each pair of tubes 40 is connected, via a pressure regulator 41, to the compressed air line 38. The supply of compressed air supplied continuously to the tubes 40 maintains the supply mass of particulate matter in the upper sections ready in an airy state.
At the upper part of each lower section 28 and 29, just above the nozzle banks 30 and 31, are mounted three porous tubes 54 which are connected in parallel to a switching valve
55 controlled by a time device 56. An inlet to the valve 55 is connected directly to the vacuum line 52. The other inlet to the valve
55 is connected, via a pressure regulator 114, to the compressed air line 38.
Ten vertically spaced porous tubes 49 are provided in each of the lower sections 28 and 29 and are connected in pairs to switching valves 50, which are controlled by time devices 53 and which have inlets connected directly to the vacuum line 52 and inlets connected, via pressure regulators 51, to the compressed air line 38.
The operation of this apparatus is similar to that of the apparatus of Figs. 1 to 3. The switching of the vacuum on the banks of three porous tubes 54, in the outlet region of the upper supply sections 34 and 35 of the vertical conduits, serves to ensure positive compression of the particulate matter in the regions at - above which the aerated supply masses are supported until a flow or a flow is required.
The hot sheet 1 is raised from the oven to the bending position located between the dies 108 and 109 which close on the sheet. When the dies are open, the curved sheet, which is still hot, is raised to the position shown in the processing space between the nozzle banks 30 and 31.
A powder collecting chute 115 moves below the nozzle benches and the valves
55 then switch the compressed air to the tubes 54. This frees the supply masses of aerated particulate matter in the upper sections 34 and
35, and the falling flow of the material in the vertical conduits is initiated to supply the jets projected by the nozzles following the sequential switching of the compressed air to the tubes 49 which begins when the time device 56 actuates valve 55.
In each embodiment, the cross section of the nozzles can be different from a circular section, for example it can be oval. In place of nozzles, the anterior faces of the supply conduits 28 and 29 can be provided with banks of openings in the form of buttonholes or slots which are capable of producing jets of aerated particle particles tightly packed together. against others to be projected towards the surface of the glass.
The invention produces thermally toughened glass sheets having high values of central tensile stress and high proportional values of surface compressive stress. The central tensile stress is an indication of the high strength of the toughened glass.
For example, central tensile stresses between 114 MPa and 128 MPa have been produced in glass sheets with a thickness of between 6 and 12 mm by means of the method according to the invention.
Thinner glass sheets with a thickness between 2 and 3 mm and having a central tensile stress between 60 MPa and 92 MPa were produced by means of the invention as well as sheets with the same thickness having a central tensile stress lower than
60 MPa, for example up to around 46 MPa.
Even thinner glass sheets can be thermally toughened to high strength by the process according to the invention. For example, 1.1 mm thick tempered glass was produced with a central tensile stress of up to 53 MPa.
CLAIMS
1. An apparatus for tempering glass thermally by sudden cooling of a hot glass article by means of a particulate material, characterized in that it comprises a device intended to contain a mass of mobile aerated particulate material, and a gas extraction device placed in a region of this mass through which the flow of a flow of particulate material towards the glass is to be generated.