BR112018016158B1

BR112018016158B1 - Forno de têmpera e método para temperar um objeto de vidro

Info

Publication number: BR112018016158B1
Application number: BR112018016158-6A
Authority: BR
Inventors: Stig Ove Bj0Rgum
Original assignee: Vosstech As
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2023-02-14
Also published as: US11427494B2; EP3414207B1; WO2017137939A1; NO20160233A1; NO344702B1; MX2018009130A; DK3414207T3; BR112018016158A2; EP3414207A1; US20210188689A1

Abstract

A presente invenção se refere a um forno de têmpera (1) para temperar um objeto de vidro (2), compreendendo: um alojamento (10), um dispositivo de aquecimento (12) para aquecer o objeto de vidro (2), um dispositivo de resfriamento (16) para resfriar o objeto de vidro (2). O forno de têmpera (1) compreende um dispositivo de rotação (20) provido para girar o objeto de vidro (2) dentro do alojamento (10). O dispositivo de rotação (20) é configurado para contrariar o efeito das forças gravitacionais sobre o objeto de vidro (2), quando o objeto de vidro (2) for aquecido até sua fase de amolecimento.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a um forno de têmpera para temperar um objeto de vidro, bem como a um modo de temperar um objeto de vidro. Especificamente, a invenção se refere a objetos de vidro para ferramentas de perfuração de poços, que são aplicáveis em poços de petróleo e/ou gás, em que o objeto de vidro proporciona inicialmente uma barreira estanque a pressão para o fluido no poço e em que a barreira pode ser facilmente removida por quebra do objeto de vidro.

[0002] É previsto que os objetos de vidro capazes de resistir a diferenças de alta pressão tenham diferentes campos de aplicação, tais como, por exemplo, vidro de inspeção em usinas nucleares, vigias em sinos de mergulho, submarinos, lentes de câmeras subaquáticas, etc.

[0003] Além disso, a invenção se refere a um método de temperar um objeto de vidro.

Antecedentes da Invenção

[0004] Geralmente, a têmpera do vidro ocorre quando do aquecimento do vidro a uma faixa de temperatura específica e, em seguida, o vidro é resfriado novamente. Isso causa estresse de compressão e tensão de tração em diferentes áreas do vidro. A têmpera do vidro fornece ao mesmo (pelo menos) duas características em comparação com o vidro não temperado: 1) O vidro temperado é mais forte e pode suportar pressão e temperaturas mais alta; e 2) O vidro temperado, quando rompido, será separado em pedaços muito pequenos de vidro.

[0005] Ambas as características são desejáveis para ferramentas em poços de petróleo e gás. A primeira característica é importante, por exemplo, escotilhas em equipamentos de águas profundas.

[0006] Geralmente, vidro como este é temperado sobre uma placa, ou sobre cilindros em um forno; após o que se aplica calor e o vidro é aquecido em um determinado período de tempo antes do vidro ser novamente resfriado, em que o processo de resfriamento é de preferência rápido.

[0007] Um dos desafios de usar tais objetos de vidro em ferramentas para poços é que a interface entre o vidro e a chamara sede, a qual o vidro é fixado (tipicamente fabricada de aço de alta qualidade ou outro metal), também precisa ser capaz de suportar as mesmas cargas de pressão. Isto provou ser um desafio, especialmente para ferramentas, que devem ser capazes de resistir a altas pressões e temperaturas. Em alguns processos de têmpera, observou-se que a forma do vidro muda na medida em que é difícil garantir que a interface entre o vidro e a sede seja capaz de resistir a altas pressões em altas temperaturas. Além disso, em alguns processos de têmpera, observou-se que o número de vidros danificados foi elevado, isto é, a taxa de ruptura é alta.

[0008] São conhecidos vários fornos de têmpera da técnica anterior para temperar o vidro, especialmente para temperar o vidro de automóveis, em que o vidro também deve ser curvo durante o processo de têmpera. Um exemplo disto é revelado no documento SE 359527. Os documentos US 506723 e US 2170749 revelam diferentes sistemas para suspender vidro em um percurso de transporte através de um forno de têmpera. Estes sistemas são limitados pelo calor confinado a certa temperatura; se a temperatura estiver muito alta, o vidro ficará macio e se soltará do sistema de suspensão.

[0009] O objetivo da invenção é proporcionar um forno de têmpera melhorado para temperar objetos de vidro e um método melhorado de temperar objetos de vidro. Assim, o objetivo é produzir vidro temperado capaz de suportar uma pressão mais elevada e, em que, o vidro juntamente com a anexação do mesmo, é capaz de suportar uma pressão mais elevada em temperaturas mais elevadas.

[0010] Outro objetivo é obter uma distribuição mais uniforme do calor durante o aquecimento e o resfriamento, uma vez que se acredita que isto proporcionaria um vidro mais uniformemente temperado e contribuiria para aumentar a resistência máxima do vidro. Além disso, é um objetivo o resfriamento mais rápido do objeto de vidro, uma vez que se acredita que isso contribuiria para aumentar a resistência máxima do vidro.

[0011] Além disso, é um objetivo da presente invenção evitar o manuseio de objetos de vidro durante o aquecimento e resfriamento. O termo "manusear" no presente documento, tem como significado, por exemplo, a elevação do vidro de uma estação de aquecimento e transferência do vidro em um estado aquecido para uma estação de resfriamento.

Sumário da Invenção

[0012] Os objetivos acima são obtidos com um forno de têmpera para temperar um objeto de vidro, compreendendo: - um alojamento, - um dispositivo de aquecimento para aquecer o objeto de vidro, - um dispositivo de resfriamento para resfriar o objeto de vidro, caracterizado pelo fato do forno de têmpera compreender um dispositivo de rotação fornecido para girar o objeto de vidro dentro do alojamento.

[0013] O dispositivo de aquecimento e o dispositivo de resfriamento podem ser o mesmo dispositivo. O objeto de vidro pode estar situado dentro do alojamento durante o aquecimento ou resfriamento, ou durante ambos o aquecimento e o resfriamento. O forno de têmpera pode compreender vários alojamentos - um primeiro alojamento para aquecimento e um segundo alojamento para resfriamento. O alojamento pode ser um alojamento fechado, que envolve o objeto de vidro no interior, ou pode ser um alojamento parcialmente fechado que apenas envolve partes do objeto de vidro.

[0014] Em um aspecto da invenção, o dispositivo de rotação está configurado para contrariar o efeito da gravidade no objeto de vidro quando o objeto de vidro é aquecido para a sua fase de amolecimento. O termo fase de amolecimento no presente documento significa que o objeto de vidro foi aquecido a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea, mas inferior à temperatura de fusão.

[0015] Em um aspecto, o dispositivo de aquecimento e/ou dispositivo de resfriamento compreende um dispositivo de pulverização de fluido para pulverizar um fluido de aquecimento e/ou resfriamento em direção ao objeto de vidro, respectivamente.

[0016] Em um aspecto, o dispositivo de pulverização de fluido foi configurado, pelo menos, para contribuir para rotação e/ou suporte do objeto de vidro. Quando o fluido é pulverizado em direção ao objeto de vidro em certa quantidade e/ou com determinada pressão, isso aplicará uma resistência no objeto de vidro. Consequentemente, o objeto de vidro pode ser suportado pela pulverização de duas correntes de fluido contra lados opostos do objeto de vidro.

[0017] Em um aspecto, o dispositivo de rotação é fornecido para girar o objeto de vidro dentro do alojamento. Assim, a rotação em torno de um único eixo é considerada como representando um primeiro tipo de rotação. A rotação ou também pode ser diferente de volta.

[0018] Em um aspecto, o objeto de vidro compreende uma superfície circunferencial substancialmente circular, em que o dispositivo de rotação compreende um primeiro cilindro giratório e um segundo cilindro giratório configurados para rotacionar o objeto de vidro.

[0019] Em um aspecto, uma superfície cilíndrica ou superfícies chanfradas do objeto de vidro são providas em contato com o primeiro e segundo cilindros de rotação.

[0020] Em um aspecto, a superfície cilíndrica ou as superfícies chanfradas do objeto de vidro são providas em contato com uma correia transportadora fornecida ao redor dos cilindros e do objeto de vidro.

[0021] Em um aspecto, o dispositivo de rotação compreende um dispositivo de anexação para anexar o dispositivo de rotação ao objeto de vidro.

[0022] Em um aspecto, o dispositivo de rotação compreende um dispositivo de transporte para transportar e girar o objeto de vidro ao longo de um percurso. Esse percurso não precisa estar em rotação sobre um único eixo e, consequentemente, isso pode ser considerado como representando um segundo tipo de rotação.

[0023] Em um aspecto, o dispositivo de rotação é fornecido para girar uma pluralidade de objetos de vidro.

[0024] Em um aspecto, o dispositivo de rotação compreende: - um primeiro anel de suporte anexado ao objeto de vidro, - um segundo anel de suporte rotativamente anexado ao primeiro anel de suporte por um primeiro eixo de rotação, em que o diâmetro do segundo anel de suporte é maior que o diâmetro do primeiro anel de suporte, - um terceiro anel de suporte rotativamente anexado ao segundo anel de suporte em um segundo eixo de rotação diferente do primeiro eixo de rotação, em que o diâmetro do terceiro anel de suporte é maior do que o diâmetro do segundo anel de suporte.

[0025] Em um aspecto, o primeiro e o segundo eixos de rotação se cruzam perto do centro dos anéis de suporte e do objeto de vidro.

[0026] Além disso, o dispositivo de pulverização de fluido pode ser configurado para acionar o dispositivo de rotação, neste caso por pulverização de fluido em direção ao objeto de vidro e/ou aos anéis, após o qual pelo menos um dos anéis é colocado em movimento de rotação.

[0027] Além disso, a presente invenção se refere a um método de têmpera de um objeto de vidro, compreendendo as seguintes etapas: - aquecimento do objeto de vidro, - resfriamento do objeto de vidro, - giro do objeto de vidro durante o aquecimento do objeto de vidro.

[0028] Em um aspecto, o método compreende a seguinte etapa: - rotação do objeto de vidro durante o resfriamento do objeto de vidro.

[0029] Em um aspecto, o método compreende as seguintes etapas: - o aquecimento compreende aquecimento do objeto de vidro até atingir a sua fase de amolecimento, - a rotação do objeto de vidro sendo conduzida para contrariar o efeito da gravidade no objeto de vidro, quando o objeto de vidro é aquecido para sua fase de amolecimento. A fase de amolecimento é definida acima.

[0030] Em um aspecto, o método compreende a seguinte etapa: - a rotação compreende o giro do objeto de vidro ou o transporte e a rotação do objeto de vidro ao longo de um percurso.

[0031] Além disso, a presente invenção se refere a um objeto de vidro temperado de acordo com o método acima.

Descrição Detalhada

[0032] Formas de realização da invenção serão descritas agora com referência às Figuras anexas, nas quais:

[0033] A figura 1 mostra esquematicamente uma primeira forma de realização do forno de têmpera em uma vista frontal,

[0034] A figura 2 mostra o dispositivo de rotação da figura 1 visto de lado,

[0035] A figura 3 mostra uma forma de realização alternativa do forno de têmpera da figura 1,

[0036] A figura 4 mostra outra forma de realização alternativa do forno de têmpera da Figura 1,

[0037] As figuras 5 e 6 mostram uma forma de realização alternativa do dispositivo de rotação visto respectivamente na lateral e frontalmente,

[0038] As figuras 7 e 8 mostram outra forma de realização alternativa do dispositivo de rotação visto de lado e numa vista frontal, respectivamente,

[0039] As figuras 9a, 9b e 9c, bem como a figura 10 mostram várias formas de realização alternativas do dispositivo de rotação,

[0040] A Figura 11a mostra um objeto de vidro cilíndrico sem bordas chanfradas, vista em perspectiva,

[0041] A Figura 11b mostra um dispositivo de anexação para um objeto de vidro,

[0042] A figura 11c mostra uma forma de realização alternativa de um dispositivo de anexação,

[0043] A Figura 11d mostra uma outra forma de realização alternativa de um dispositivo de anexação,

[0044] A Figura 12 mostra um forno de têmpera semelhante ao da Figura 1, no entanto, com espaço para vários objetos de vidro,

[0045] A Figura 13a-13c mostra um dispositivo de rotação para um objeto de vidro com diâmetro variável visto de frente, de lado e de trás, respectivamente, em que o terceiro cilindro da Figura 13c é parcialmente transparente,

[0046] A Figura 13d mostra uma dispositivo de rotação alternativo ao mostrado nas Figuras 13a-13c,

[0047] A Figura 14a mostra um objeto de vidro conhecido com bordas chanfradas usadas em ferramentas para perfuração de poços conhecidas,

[0048] As Figuras 14b e 14c mostram um objeto de vidro com superfícies laterais convexas,

[0049] A Figura 15 mostra uma forma de realização em que o dispositivo de rotação está em contato com superfícies chanfradas do objeto de vidro;

[0050] A Figura 16 mostra uma forma de realização em que o dispositivo de rotação é um braço robótico,

[0051] A Figura 17 mostra uma forma de realização em que o dispositivo de rotação gira os objetos de vidro e, ao mesmo tempo, move os objetos de vidro em um percurso linear,

[0052] A Figura 18 mostra outra variante com correia transportadora,

[0053] A Figura 19 mostra um forno de têmpera com uma camada de fluidização que suporta e gira o objeto de vidro.

[0054] Vários desafios foram revelados no fornecimento de objetos de vidro com maior resistência. Por tentativa e erro, verificou-se que temperaturas de têmpera mais altas resultam em maior resistência do vidro temperado. Além disso, verificou-se ser vantajoso que o objeto de vidro seja aquecido durante certo período de tempo para assegurar que não apenas a superfície externa do vidro seja temperada. A manutenção da temperatura alta com o tempo fará com que o vidro caia devido à gravidade que afeta o vidro quando o mesmo estiver em uma fase plástica ou fase de amolecimento. A temperatura na qual a fase de amolecimento é iniciada é chamada de temperatura de transição vítrea e é denominada de Tg. Assim, esta temperatura de transição vítrea é a gama de temperatura ou temperatura na qual o vidro muda do estado rígido e relativamente frágil para um vidro progressivamente mais mole. Esta temperatura de transição vítrea é sempre menor que a temperatura de fusão chamada Tm. Consequentemente, o fato de um objeto de vidro ser aquecido à sua fase de amolecimento significa que foi aquecido a uma temperatura superior à sua temperatura de transição vítrea Tg; no entanto, inferior à temperatura de fusão, Tm.

[0055] Na técnica anterior, as forças gravitacionais fazem com que um objeto de vidro 2 (por exemplo, como mostrado na Figura 11a ou 14a) repousando com um lado 2b contra uma placa em um forno de têmpera mude de forma, porque a parte do objeto de vidro 2 voltada para a placa atinge um diâmetro maior do que a parte do objeto de vidro voltada para cima da placa. Além disso, haverá algumas mudanças de temperatura diferentes no lado voltado para cima (em contato com ar/fluido no forno de têmpera) e o lado voltado para baixo (em contato com a placa) durante o aquecimento e resfriamento do objeto de vidro, o que faz com que o vidro nem sempre resista à mesma pressão em ambas as direções.

[0056] De modo a evitar isto, o vidro temperado a temperaturas nas quais o vidro está em sua fase de amolecimento vem sendo largamente evitado.

[0057] Para evitar isto, os objetos de vidro temperados de acordo com a técnica anterior foram alternativamente triturados ou polidos para obter uma forma precisa adaptada ao acessório. Tal desbaste ou polimento reduz a resistência do objeto de vidro e, consequentemente, não é desejado.

[0058] É feit a referência à Figura 1, que mostra uma primeira forma de realização simplificada de um forno de têmpera 1. O forno de têmpera 1 compreende um alojamento 2. O alojamento 10 é preferencialmente isolado e, além disso, tem um estado fechado e aberto. No estado fechado, o alojamento é de preferência relativamente hermético de tal modo que o processo de aquecimento e o processo de resfriamento podem ocorrer de uma maneira eficiente em termos de energia. No estado aberto, é relativamente fácil remover e inserir objetos de vidro 2 no forno de têmpera 1. A abertura/fechamento pode ser realizada pelo alojamento sendo dividido em duas partes, que são mantidas juntas em estado fechado e deslocadas uma da outra em estado aberto, ou, proporcionando uma escotilha ou porta ou semelhante para o forno de têmpera.

[0059] Além disso, o alojamento 10 compreende um dispositivo de aquecimento 12 para aquecer o objeto de vidro 2, bem como um dispositivo de resfriamento 16 para resfriar o objeto de vidro 2. Na Figura 1, o dispositivo de aquecimento 12 é um elemento de aquecimento provido dentro do alojamento 10, sob o objeto de vidro 2. O elemento de aquecimento pode ser fornecido com energia elétrica; pode ser aquecido quando o fluido aquecido, tal como o ar pressurizado pré-aquecido, é circulado através do elemento de aquecimento. De preferência, o forno de têmpera 10 compreende um termostato dentro do alojamento 10 anexado a um dispositivo de acionamento de temperatura (não mostrado) no exterior do alojamento 10 para controlar o dispositivo de aquecimento 12, de tal modo que o controle da temperatura de têmpera é obtido. Além disso, de preferência, a potência do dispositivo de aquecimento 12 pode ser controlada por um dispositivo de acionamento de energia (não mostrado) para controlar a rapidez com que o aquecimento prossegue.

[0060] Na Figura 1, o dispositivo de refrigeração 16 é provido numa extremidade superior do alojamento 10, e compreende um ventilador F com bocais capazes de pulverizar fluido frio de resfriamento (por exemplo, ar ou outro gás, alternativamente, um líquido tal como água) sobre o objeto de vidro. O fluido também pode ser uma mistura de gotículas de ar e água/líquido que evaporam ao bater na superfície de vidro, e que retiram o calor de evaporação do vidro de tal forma que um resfriamento muito rápido acontece.

[0061] Além disso, o forno de têmpera 1 compreende um dispositivo de rotação 20 provido para girar o objeto de vidro 2 dentro do alojamento 10. O dispositivo de rotação 20 está configurado para contrariar o efeito da gravidade no objeto de vidro 2, quando o objeto de vidro 2 é aquecido para a sua fase de amolecimento. Como exemplo, um objeto de vidro deverá ser mantido em uma posição similar por certo período de tempo, antes que os efeitos da gravidade se tornem visíveis na forma do vidro. Naturalmente, isso dependerá do tipo de material de vidro e temperatura. Assim, para evitar isto, a invenção utiliza o dispositivo de rotação 20. Diversas variantes relevantes deste dispositivo de rotação serão descritas abaixo. No entanto, deve-se salientar que uma rotação pura do objeto de vidro no plano horizontal não é considerada como giratória neste caso, porque tal dispositivo de rotação não seria adequado para contrabalançar o efeito da gravidade no objeto de vidro 2, quando o vidro o objeto 2 é aquecido até sua fase de amolecimento.

[0062] Além disso, deve ser salientado que os exemplos abaixo se baseiam em objetos de vidro 2 para uso em ferramentas para poço, como mostrado nas Figuras. Como mencionado, estes têm superfícies circulares 2a, 2c, o que faz com que os objetos de vidro tenham uma forma substancialmente cilíndrica. As Figuras mostram objetos de vidro tendo um diâmetro D maior que a altura H do cilindro; no entanto, também é possível usar o forno de têmpera para objetos de vidro nos quais a altura do cilindro é maior que o diâmetro.

[0063] O vidro óptico está nesta denominada fase de amolecimento a uma temperatura de cerca de 450 graus e maior.

[0064] O aquecimento ocorre preferencialmente dentro do alojamento 10. Além disso, o resfriamento ocorre de preferência dentro do alojamento 10; no entanto, o alojamento 10, ou as partes do alojamento 10 podem ser removidas afastando as paredes do objeto de vidro durante o resfriamento.

[0065] É feit a referência às figuras 1 e 2. O dispositivo de rotação 20 é fornecido no presente documento para girar o objeto de vidro 2 dentro do alojamento 10. O dispositivo de rotação 20 compreende aqui um primeiro cilindro giratório 21 e um segundo cilindro giratório 22 configurado para rotacionar o objeto de vidro 2. Um dos cilindros 21, alternativamente ambos os cilindros 21, 22, podem ser anexados a um motor 26 através de um eixo 25 para rotacionar o cilindro 21 em torno do eixo R1 e o objeto de vidro em torno do eixo R2. Na Figura 1, a superfície cilíndrica 2a do objeto de vidro 2 é provida em contato com os primeiros e segundos cilindros de rotação 21, 22.

[0066] É feita referência agora à Figura 3. No presente documento, o dispositivo de aquecimento 12 e o dispositivo de resfriamento 16 compreendem vários elementos comuns na forma de um dispositivo de pulverização de fluido compreendendo um ventilador ou bomba 13, uma guia de fluido 14 e bicos dirigidos 15 direcionados para o objeto de vidro 2 dentro do forno de têmpera 1. O dispositivo de aquecimento 12 é indicado no presente documento como um elemento de aquecimento no guia de fluido.

[0067] A Figura 4 corresponde à Figura 3, o dispositivo de bomba ou dispositivo de ventoinha 13 é aqui acoplado a uma fonte de fluido H aquecida e C fria, que são utilizadas durante o aquecimento e resfriamento, respectivamente.

[0068] De preferência, nas Figuras 3 e 4, os injetores 15 são dirigidos para as superfícies laterais 2b do objeto de vidro para obter um rápido aquecimento/resfriamento. Outra função pode ser a contribuição ao suporte do objeto de vidro 2, de tal modo que ele não tombe; isto pode ser especialmente adequado para objetos de vidro com diâmetro grande D e altura pequena H (vide Figura 14a).

[0069] As figuras 5 e 6 mostram uma forma de realização alternativa do dispositivo de rotação 20 mostrado nas figuras 1 e 2. No presente documento, uma correia transportadora 27 é fornecida em torno dos cilindros 21, 22 e do objeto de vidro 2 para aumentar o atrito entre o objeto de vidro 2 e o dispositivo de rotação 20.

[0070] A figura 5 mostra um terceiro cilindro 23, o qual é disposto acima do objeto de vidro 2. O cilindro 23 pode ser usado para estabilizar o objeto de vidro; isto é, evitar a queda durante a rotação. O terceiro cilindro 23 pode também ser utilizado em outras formas de realização.

[0071] É feit a referência às Figuras 7 e 8. Neste caso, o dispositivo de rotação 20 compreende elementos de contato 28a, 28b, 28c, em que os elementos de contato mantêm o objeto de vidro entre si. Os elementos de contato 28a, 28b, 28c estão anexados através da escora 29 ao eixo 25 e ao motor 26. No presente documento, o objeto de vidro 2 é girado em torno do mesmo eixo R1 como o eixo de rotação do motor. Além disso, os eixos 8a, 8b e 8c podem ser providos em rotação, de tal modo que os pontos de contato entre o eixo e o vidro não são os mesmos durante a operação completa. Desta forma, o risco de obter dentes ou irregularidades no objeto de vidro é reduzido.

[0072] É feit a referência à Figura 9a. No presente documento, o dispositivo de rotação 20 compreende um dispositivo de transporte 24 anexado a quatro objetos de vidro para transportar e girar o objeto de vidro 2 em um percurso B. O percurso B tem um eixo rotacional R1. Neste caso, todos os objetos de vidro serão rotacionados de forma semelhante.

[0073] É feit a referência à Figura 9b. Novamente, neste caso, o dispositivo de transporte 24 é girado em torno de um eixo R1 diferente do eixo R1 da Figura 9a. No presente documento, os objetos de vidro são girados de maneira diferente; no entanto, ainda haverá uma rotação dos objetos de vidro.

[0074] É feit a referência à Figura 9c. No presente documento, o dispositivo de rotação 20 compreende um dispositivo de transporte 24 que gira os objetos de vidro em um percurso oval ou oblongo B.

[0075] É feit a referência à Figura 10. Neste caso, o dispositivo de rotação 12 compreende um primeiro anel de suporte 30a anexado ao objeto de vidro 2. Um segundo anel de suporte 30b pode ser anexado de forma girável ao primeiro anel de suporte 30a por um primeiro eixo de rotação R1, em que o diâmetro do segundo anel de suporte 30b maior do que o diâmetro do primeiro anel de suporte 30a. Um terceiro anel de suporte 30c é anexado rotativamente ao segundo anel de suporte 30b por um segundo eixo de rotação R2, diferente do primeiro eixo de rotação R1, em que o diâmetro do terceiro anel de suporte 30c maior do que o diâmetro do segundo anel de suporte 30b. De um modo preferido, o primeiro e segundo eixos de rotação R1, R2 intersectam-se perto do centro dos anéis de suporte 30a, 30b; isto é, perto do centro do objeto de vidro 2. Nesta variante, os anéis são livremente rotativos entre si, e a rotação ocorre pelos dispositivos de pulverização de fluido 13, 14, 15 sendo configurados para rotacionar os anéis de suporte e, assim, o objeto de vidro 2, em relação um ao outro, por pulverização de fluido em direção ao objeto de vidro 2 e/ou aos anéis 30a, 30b, 30c; após o que pelo menos o primeiro dos anéis é colocado em rotação e, assim, o objeto de vidro 2 é rotacionado.

[0076] É feita referência à Figura 11b, 11c e 11d, em que são mostrados diferentes dispositivos de anexação 31 para anexação do dispositivo de rotação 12 ao objeto de vidro 2. Neste caso, os dispositivos de anexação 31 são considerados parte do dispositivo de rotação 20.

[0077] O dispositivo de anexação 31 da Figura 11b compreende um anel 32a para disposição em torno da superfície 2a do objeto de vidro 2 (vide Figura 11a) e, possivelmente, o braço 32b para prender o anel 32a a outras partes do dispositivo de rotação 20.

[0078] O dispositivo de anexação 31 da Figura 11c compreende um elemento de anel 33a para ligação à superfície 2a; por exemplo, com um adesivo ou por vários desses elementos de anel 33a sendo pressionados contra a superfície 2a em diferentes áreas ao redor da superfície 2a. Também, no presente documento o suporte 33b pode possivelmente ser usado.

[0079] O dispositivo de anexação 31 da Figura 11d compreende um dispositivo de anexação 34 para anexação à superfície 2b do objeto de vidro 2; por exemplo, por um adesivo. Neste caso, o dispositivo de anexação 34 pode, por exemplo, ser circular, e é colocado ou acoplado a um cilindro, para deste modo conseguir que a superfície 2b esteja em contato com o fluido de aquecimento/resfriamento durante todo o processo.

[0080] A Figura 12 mostra um forno de têmpera 1 correspondente à Figura 1. O presente documento mostra que vários objetos de vidro são temperados; também um objeto de vidro com altura H maior que o diâmetro D. Deve ser observado que os objetos de vidro de tamanhos diferentes não devem ser temperados no mesmo processo, porque os objetos maiores geralmente necessitam de aquecimento e resfriamento durante mais tempo.

[0081] As figuras 13a, 13b e 13c mostram o dispositivo de rotação 20 para um objeto de vidro compreendendo uma parte cilíndrica 2 com um diâmetro grande e uma parte cilíndrica 2e com um diâmetro relativamente menor.

[0082] Neste caso, os cilindros 21, 22 podem ser utilizados para suportar e rotacionar a parte cilíndrica maior 2, como na Figura 2, enquanto um terceiro cilindro 23 tendo um diâmetro maior pode ser usado para suportar a parte cilíndrica 2e tendo o diâmetro menor. Na Figura 13a, o terceiro cilindro 23 é acoplado ao motor 25.

[0083] A Figura 13d mostra uma forma de realização alternativa da Figura 13a-c. Neste caso, são utilizados dois pequenos cilindros 23a, 23b para suportar a parte cilíndrica 2e, com diâmetro relativamente menor.

[0084] A Figura 13e mostra um dispositivo de rotação 20, em que uma correia transportadora 27 está suspensa a partir de dois cilindros de rotação 21, 22. O objeto de vidro 2 é então disposto suspenso a partir da correia transportadora 27.

[0085] Uma vantagem da presente invenção é que é possível obter a têmpera de objetos de vidro tendo duas superfícies convexas 2b, como mostrado nas Figuras 14b, 14c. Anteriormente, pelo menos uma das superfícies 2b precisava ser plana para ser disposta na base plana em fornos de têmpera de acordo com a técnica anterior.

[0086] A Figura 15 mostra um cilindro 21 em que apenas as superfícies chanfradas 2c estão em contato com o cilindro. No presente documento, o cilindro 21 tem uma forma substancial de ampulheta. Nesta variante, o cilindro traseiro 22 (não mostrado na Figura 15) também tem, de preferência, uma forma de ampulheta. Assim, neste caso, a superfície 2a não está em contato com o (s) cilindro (s).

[0087] A Figura 16 mostra um dispositivo de rotação 20 que compreende um braço robótico 39 e um dispositivo de anexação 31, que pode girar o objeto de vidro 2 dentro de um forno de têmpera. O braço robótico completo pode estar dentro do forno de têmpera; partes do braço robótico também podem estar fora do forno de têmpera 1. Como mostrado, o braço robótico pode girar o objeto de vidro ao redor do eixo R1; no entanto, também é possível mover o objeto de vidro ao longo das linhas L1, L2 além da rotação.

[0088] A Figura 17 mostra um dispositivo de rotação 20, visto de cima, em que os cilindros 21, 22 compreendem ranhuras 21a, 22a chanfradas ou em forma de espiral tendo um ângulo A em relação ao eixo V perpendicular ao eixo de rotação R1, R2. O ângulo A pode, por exemplo, ser de 1 a 10 graus; e assim, os objetos de vidro são transportados linearmente no percurso B. Este princípio pode ser utilizado em um processo de produção em que os objetos de vidro são primeiro transportados para uma área quente e depois para uma área fria. Ao longo do percurso completo B, os objetos de vidro serão girados.

[0089] De preferência, o aquecimento ocorre dentro do alojamento 10 para aquecimento com eficiência energética. Neste caso, o resfriamento pode ocorrer dentro do mesmo alojamento 10; no entanto, a uma distância do local de aquecimento, ou do lado de fora do alojamento 10 - ou em um alojamento adicional disposto adjacente ao primeiro alojamento 10, ou livremente dentro da instalação de produção. Em seguida, as paredes do alojamento ou caixas podem ser elevadas ou abaixadas para permitir que os objetos de vidro saiam e entrem nos alojamentos a partir de de sua posição ao longo do percurso B.

[0090] A Figura 18 mostra uma alternativa à Figura 5 acima. Neste caso, o dispositivo de rotação 20 compreende três dispositivos de cilindro 21, 22, 23, bem como uma correia transportadora disposta em torno dos dispositivos de cilindro, de tal modo que a correia transportadora entra em contato com o objeto de vidro 2 em três áreas diferentes. A rotação de pelo menos um dos cilindros girará a correia e, assim, também, o objeto de vidro.

[0091] A Figura 19 mostra um forno de têmpera alternativo, que geralmente corresponde à Figura 4; no entanto, em que o dispositivo de rotação 20 compreende um ou mais bicos inferiores F fornecidos com fluido de uma fonte de fluido aquecido H, e uma fonte de fluido frio C, utilizadas para aquecimento e resfriamento, respectivamente. No presente documento, o fluido flui de baixo para cima e cria um chamado leito fluidizado, no qual o objeto de vidro descansa; em que o fluxo de fluido pode ser variado, de tal modo que o objeto de vidro 2 é girado. Além disso, o forno de têmpera pode compreender um bocal superior fornecido com o fluido aquecido e frio correspondente.

Alternativas Adicionais

[0092] Deve ser apreciado que apenas um dos cilindros 21, 22, 23, 23a, 23b precisa ser anexado a um motor; natural e, alternativamente, mais cilindros podem ser anexados ao motor, a um motor separado, ou a outros cilindros, de tal modo que mais cilindros possam girar.

[0093] Nas formas de realização acima, a temperatura ideal é decidida por parâmetros como a velocidade de rotação (por exemplo, velocidade de rotação, velocidade de transporte ou outros tipos de rotação), o material de vidro do objeto de vidro, temperatura de têmpera, tempo de têmpera, tempo de resfriamento, tamanho dos objetos de vidro etc.

[0094] Os dispositivos de resfriamento podem também compreender colocação de um material sólido e frio em contato com o objeto de vidro, por exemplo, esteiras frias, etc. Tal material pode ser constituído de objetos fabricados de grafite.

[0095] Além disso, deve ser observado que a escolha do material para o dispositivo de rotação, forno de têmpera, dispositivo de resfriamento e dispositivo de aquecimento se adapte às temperaturas em questão, cerca de 400 - cerca de 900°C. Além disso, vantajosamente, peças contendo mecânica de precisão e componentes elétricos (motores, eletrônica de controle, etc.) são colocados fora do alojamento 10 do forno de têmpera, de modo que essas partes são protegidas das temperaturas mais altas.

Claims

1. Forno de têmpera (1) para temperar um objeto de vidro (2) para proporcionar uma barreira quebrável e estanque a pressão para um fluído em um poço de óleo e/ou gás, em que o objeto de vidro compreende uma superfície circular (2a) e superfícies chanfradas (2c), compreendendo: - um alojamento (10); - um dispositivo de aquecimento (12) para aquecer o objeto de vidro (2) quando o objeto de vidro (2) está situado no interior do alojamento (10); - um dispositivo de resfriamento (16) para resfriar o objeto de vidro (2) quando o objeto de vidro (2) está situado no interior do alojamento (10); um dispositivo de rotação (20) proporcionado para girar o objeto de vidro (2) no interior do alojamento (10), em que o dispositivo de rotação (20) compreende um primeiro cilindro giratório (21) e um segundo cilindro giratório (22) configurados para girar o objeto de vidro (2); caracterizado pelo fato de que o dispositivo de rotação (20) é configurado para contrariar o efeito das forças gravitacionais no objeto de vidro (2) quando o objeto de vidro (2) tiver sido aquecido até a sua fase de amolecimento; em que superfícies chanfradas (2c) do objeto de vidro (2) são proporcionadas em contato com o primeiro e o segundo cilindros giratórios (21, 22), em que o primeiro e segundo cilindros giratórios (21, 22) têm um formato de ampulheta para contato com as superfícies chanfradas (2c).

2. Forno de têmpera (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento (12) e/ou o dispositivo de resfriamento (16) compreendem um dispositivo de pulverização de fluido (13, 14, 15) para pulverizar um fluido de aquecimento e/ou resfriamento em direção ao objeto de vidro (2), respectivamente.

3. Forno de têmpera (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de pulverização de fluido (13, 14, 15) é configurado para contribuir para girar e/ou suportar o objeto de vidro (2).

4. Forno de têmpera (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície cilíndrica (2a) ou as superfícies chanfradas (2c) do objeto de vidro (2) são providas em contato com uma correia transportadora (27) fornecida ao redor dos cilindros (21, 22) e do objeto de vidro (2).

5. Forno de têmpera (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de rotação (12) é provido para girar uma pluralidade de objetos de vidro (2).

6. Método para temperar um objeto de vidro (2) em um forno de têmpera (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, para proporcionar uma barreira quebrável e estanque a pressão para um fluido em um poço de óleo e/ou gás, caracterizado pelo fato de que compreende: - aquecer o objeto de vidro (2), - resfriar o objeto de vidro (2), - girar o objeto de vidro (2) durante o aquecimento do objeto de vidro (2); em que: - a etapa de aquecimento compreende aquecer o objeto de vidro (2) até que o mesmo alcance sua fase de amolecimento; - a etapa de girar o objeto de vidro (2) é realizada para contrariar o efeito das forças gravitacionais no objeto de vidro (2) quando o objeto de vidro (2) é aquecido até sua fase de amolecimento.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende a seguinte etapa: - girar o objeto de vidro (2) durante o resfriamento do objeto de vidro (2).

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que: - a etapa de girar compreende girar o objeto de vidro (2) ou transportar e girar o objeto de vidro (2) ao longo de um percurso (B).