FR2520725A1 - Trempe thermique de verre " par matiere particulaire " - Google Patents

Abstract

L'INVENTION PROPOSE UN APPAREIL ET UN PROCEDE POUR LA TREMPE THERMIQUE DE VERRE PAR REFROIDISSEMENT BRUSQUE DU VERRE AU MOYEN D'UNE MATIERE PARTICULAIRE. ON CONSTITUE UNE MASSE DE MATIERE PARTICULAIRE AEREE MOBILE 28, 29 ET L'ON DISPOSE DES MOYENS 49 DE SOUTIRAGE DE GAZ ET D'AMENEE DE GAZ DANS UNE REGION DE LA MASSE DANS LAQUELLE ON DOIT ETABLIR UN ECOULEMENT DE LA MATIERE PARTICULAIRE VERS LE VERRE. PAR REGLAGE DES MOYENS D'AMENEE ET DE SOUTIRAGE DE GAZ, ON REGLE LA MOBILITE DE LA MATIERE PARTICULAIRE ET ON REND POSSIBLE L'ETABLISSEMENT ET L'INTERRUPTION DE L'ECOULEMENT.

Description

La présente invention a trait à la trempe thermique de -verre et, plus

particulièrement, à un appareil et un procédé

pour la trempe thermique de verre comportant le refroidisse-

ment brusque du verre chaud au moyen d'une matière particu-

laire. Traditionnellement, on opère la trempe thermique du verre en dirigeant de l'air froid sur les surfaces du verre chauffé Les tentatives faites pour augmenter le degré de trempe obtenu en accroissant le débit d'air de refroidissement

n'ont pas toujours été susceptibles d'application industriel-

le en raison de dommages mécaniques subis par les surfaces du verre et donnant lieu à dçs défauts optiques qui rendent les feuilles de verre trempées inacceptables pour utilisation en

tant que glaces de véhicules automobiles.

On a aussi proposé de projeter sur les surfaces du

verre chaud un liquide de refroidissement brusque ou de trem-

pe sous forme de jets ou de brouillard atomisé, comme décrit

dans les brevets GB 441 017, 449 602 et 449 864.

On a aussi proposé d'utiliser comme milieu de trempe

une suspension de matière particulaire dans un flux gazeux.

Le brevet US 3 423 198 a trait à la mise en oeuvre d'une sus-

pension gazeuse d'un polymère organique particulaire, notam-

ment caoutchouc de silicone ou polyfluorocarbure Le brevet US 3 764 403 décrit la mise de verre chaud en contact avec

une neige d'anhydride carbonique sublimable.

La présente invention a pour but principal de proposer un appareil et un procédé pour la trempe thermique de verre comportant une régulation perfectionnée de la mobilité d'une

matière particulaire à diriger sur les surfaces du verre.

Suivant l'invention, il est prévu un appareil pour la trempe thermique de verre par refroidissement brusque d'un article en verre chaud au moyen de matière particulaire,

caractérisé par des moyens de confinement d'une masse de ma-

tière particulaire aérée mobile, et par des moyens de souti-

rage de gaz situés dans une région de cette masse à travers

laquelle il faut provoqier un écoulement de matière parti-

culaire vers le verre.

De préférence, l'appareil est caractérisé par des moyens

de confinement d'une masse alimentaire de matière particu-

ta 1 mw, dis mayens d'amenée et de soutirage de gaz reliés à ces moyens formant contenant, et des moyens pour régler les moyens d'amenée et de soutirage de gaz pour régler ainsi

sélectivement la mobilité de la matière particulaire de fa-

çon a amorcer un écoulement de matière particulaire vers le

verre et à entretenir cet écoulement pendant un temps suffi-

sant pour établir des contraintes de trempe dans le verre.

Les moyens de confinement d'une masse de matière parti-

culaire peuvent être une enceinte d'alimentation comportant une sortie pour ledit écoulement, et les moyens d'amenée et

de soutirage de gaz peuvent comporter au moins un tube Do-

reux situé dans la région de la sortie de l'enceinte d'ali-

meûtation et relié à travers des moyens du type vanne à des

canalisations d'amenée et de soutirage de gaz.

Dans la réalisation préférée, la sortie de l'enceinte

d'alimentation est reliée à un conduit d'alimentation com-

portant un ensemble d'ajutages pour la projection vers le verre de courants de particules aérées en formation serrée, l'enceinte d'alimentation est disposée de manière à établir une colonne de charge efficace pour l'amenée des particules,

et des tubes poreux d'amenée et de soutirage de gaz sont dis-

posés dans le conduit d'alimentation près des entrées des ajutages. Une réalisation préférée de l'appareil comporte des

moyens du type vanne reliant chaque tube poreux à une cana-

lisation d'amenée de gaz et à une canalisation de soutirage de gaz, et des minuteries reliées aux moyens du type vanne

pour comzmander la séquence de permutation des liaisons d'ame-

née de gaz aux tubes poreux et de soutirage de gaz à partir

des tubes poreux.

En outre, au moins un tube poreux peut être situé dans

la région de l'entrée du conduit d'alimentation et être re-

lié par une vanne à la canalisation de soutirage de gaz, et une minuterie peut être reliée à la vanne pour commander 1 ' établissement de la liaison de soutirage de gaz, commandant par lâ l'écoulement de matière particulaire à partir de 1 '

enceinte d'alimentation.

Orsqu'il s'agit de tremper une feuille de verre sus-

peodue, l'appareil peut comporter deux conduits d'alimentation

munis chacun d'un ensemble d'ajutages, ces ensembles définis-

sant entre leurs extrémités de sortie un espace de traitement

de la feuille de verre suspendue, et deux enceintes d'alimen-

tation respectivement reliées aux conduits d'alimentation.

L'invention couvre encore un procédé de trempe thermi- que de verre suivant lequel on trempe un article en verre chaud au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'on règle sélectivement la mobilité de la matière particulaire de façon à amorcer un écoulement de matière , particulaire vers le verre et à entretenir cet écoulement pendant un temps suffisant pour établir des contraintes de

trempe dans le verre.

Egalement selon l'invention, on règle l'écoulement de matière particulaire à partir d'une masse alimentaire de

matière particulaire aérée mobile en soutirant du gaz à par-

tir d'une région de cette masse à travers laquelle un écou-

lement doit être établi, en vue de tasser la matière dans

cette région et d'entraver l'écoulement.

Selon un procédé préféré, on aère une masse de matière particulaire destinée à alimenter l'écoulement pendant que l'on soutire du gaz d'une région extérieure de cette masse pour tasser la matière et entraver l'écoulement, et l'on

amorce l'écoulement de matière particulaire aérée en substi-

tuant à la liaison de soutirage de gaz à partir de ladite région de sortie une liaison d'arrivée de gaz à cette région

de sortie.

On peut faire arriver du gaz dans l'écoulement en aval

de ladite région pour régler la pression régnant dans l'écou-

lement.

Selon un mode de mise en oeuvre, on établit ledit écou-

lement vers le verre sous la forme d'une série de courants de particules aérées en formation serrée, et l'on règle la

pression du gaz qu'on fait arriver dans l'écoulement de ma-

nière à projeter les courants vers une surface du verre à une vitesse telle que chaque courant conserve son intégrité

en se dirigant vers la surface du verre.

Lors de la trempe thermique d'une feuille de verre, la feuille peut être verticale et l'on projette des courants

de particules vers les deux surfaces du verre.

On peut projeter les courants de particules à partir

d'ensembles d'ajutages verticaux.

De préférence, on alimente chaque ensemble d'ajutages au moyen d'un écoulement à partir d'une masse alimentaire en cours de chute de matière particulaire aérée, on fait arriver du gaz dans l'écoulement auprès des ajutages, et 1 '

on règle la hauteur atteinte par la masse alimentaire au-

dessus des ajutages et la pression d'arrivée dudit gaz pour

régler la vitesse de projection des courants vers le verre.

La masse alimentaire peut être une colonne de matière particulaire, du gaz étant soutiré d'une région située à la base de la colonne pour entraver l'écoulement de matière

particulaire à partir de cette colonne, et du gaz étant en-

suite amené dans cette région pour déterminer l'écoulement

de matière particulaire à partir de la colonne.

Ce procédé peut être encore caractérisé en ce qu'on

fait arriver du gaz dans chacun de divers écoulements exis-

tant en une série d'endroits qui sont verticalement espacés

les uns des autres près des ajutages, on remplace la liai-

son d'arrivée de gaz par une liaison de soutirage de gaz à ces endroits pour faire cesser l'écoulement à la fin d'une opération de trempe, et l'on établit une liaison d'arrivée

de gaz à ces endroits pour amorcer la projection des cou-

rants de particules vers la feuille de verre à tremper sui-

vante.

L'établissement de l'arrivée de gaz à ces endroits peut

être sélectivement minuté, et peut commencer à l'endroit si-

tué le plus bas.

Suivant le procédé, on peut encore entraver l'écoule-

ment de matière particulaire à partir de la masse alimentai-

re en soutirant du gaz d'une région extérieure située immé-

diatement au-dessus de l'ensemble d'ajutages.

On va maintenant décrire à titre d'exemples cer-

tains modes de mise en oeuvre de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:

La figure 1 est une élévation latérale, partiel-

lement en coupe, d'une forme d'appareil selon l'invention pour la trempe thermique de feuilles de verre;

La figure 2 est une élévation de face, partiel-

lement en coupe, de l'appareil selon la figure 1;

La figure 3 est une vue en plan de dessus de l'ap-

pareil selon les figures 1 et 2;

La figure 4 est une vue schématique en coupe verti-

cale d'une autre réalisation d'appareil pour la mise en oeuvre de l'invention;

La figure 5 est une vue schématique en coupe verti-

cale d'une autre réalisation d'appareil selon l'invention, pour la trempe thermique d'une feuille de verre disposée horizontalement; La figure 6 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de l'appareil selon la figure 1, comportant un lit de trempe fluidisé au gaz, et

La figure 7 est une élévation latérale partiel-

lement en coupe d'une autre forme d'appareil selon l'inven-

tion. On se réfère aux figures 1 à 3; une feuille de verre sodocalcosilicique 1, qui dans l'exemple choisi est de forme rectangulaire, mais pourrait être taillée à la forme

d'un pare-brise ou d'une glace latérale ou arrière de véhi-

cule automobile, est suspendue de manière courante par des pinces 2 à un dispositif de suspension qui pend d'une barre porte-pinces 4 La barre porte-pinces 4 est suspendue par des câbles de levage 5 à un dispositif de levage 6 de genre

courant, monté au-dessus du toit d'un four vertical de struc-

ture courante désigné dans son ensemble par la référence 7.

Les câbles de levage 5 traversent des manchons 8 logés dans le toit du four 7 et des rails de guidage verticaux 9 sur lesquels se déplace la barre porte-pinces 4 traversent aussi

le toit du four Dans le fond du four 7 est ménagée une ou-

e O 725 verture 10 qui peut être fermée par des portes à commande hydraulique 11 Le four est monté sur une plate-forme 12

surmontée par une structure de bâti 13 qui porte le disposi-

tif de levage 6.

La plate-forme 12 est montée au-sommet d'une struc- ture de bâti verticale 14 qui s'étend vers le haut à partir

du plancher 15.

Deux conduits d'alimentation verticaux 28 et 29

comportent chacun un ensemble d'ajutages, 30 et 31 respec-

tivement, saillant vers l'intérieur à partir des faces avant des conduits 28 et 29 Les conduits 28 et 29 sont montés sur la structure de bâti 14, et un espace de traitement de la

feuille de verre 1 est délimité entre les extrémités exté-

rieures des ajutages Les ajutages 30 et 31 de chaque ensem-

ble sont disposés en quinconce et partent de la face verti-

cale intérieure du conduit d'alimentation 28, 29 respectif, ces conduits étant à section rectangulaire et s'étendant verticalement vers le bas à partir des extrémités de sortie de glissières à air comprimé individuelles 32 et 33 qui partent des fonds d'enceinte d'alimentation verticales 34 et contenant des colonnes de matière particulaire à envoyer

à l'état aéré aux ajutages 30 et 31.

La glissière à air comprimé 32 présente un plan-

cher poreux, indiqué en 36, par lequel de l'air comprimé arrive d'une chambre de collecteur 37 De l'air comprimé

arrive dans la chambre de collecteur 37 à partir d'une cana-

lisation d'air comprimé 38, à travers un régulateur de pres-

sion 39 Près de fond de l'enceinte d'alimentation 34, de l'air comprimé arrive à travers un tube de dispersion poreux 40 pour aérer et mobiliser la matière particulaire présente dans l'enceinte d'alimentation 34 Le tube 40 est relié à travers un régulateur de pression 41 à la canalisation d'air comprimé 38 Pareillement, de l'air comprimé provenant de la

canalisation 38 arrive d'une chambre de collecteur 42 à tra-

vers le plancher poreux 43 de la glissière à air comprimé 33 et atteint un tube de dispersion poreux 44 voisin du fond de

l'enceinte d'alimentation 35.

Un système de transporteur de recyclage est prévu, comme on le décrira, pour maintenir une arrivée de matière particulaire dans le sommet de l'enceinte d'alimentation 34, o les particules tombent à travers un filtre fin 45 En tombant à travers l'enceinte verticale, la matière particu- laire entraîne de l'air à partir du sommet de l'enceinte et cet air entraîné, conjointement avec l'air provenant de la glissière 32, aère efficacement les particules présentes dans l'enceinte de façon qu'elles soient mobiles et puissent

s'écouler vers le bas comme un fluide Cet effet est renfor-

cé par l'amenée d'air sous une pression réglée à travers le tube de dispersion 40 situé au fond de l'enceinte 34, et à travers le plancher poreux 36 de la glissière à air comprimé 32 afin qu'on obtienne un système d'aération équilibré pour assurer la fluidité des particules qui s'écoulent au moment approprié dans le sommet du conduit d'alimentation vertical 28. La hauteur du niveau superficiel usuel 46 de la colonne de matière particulaire présente dans l'enceinte verticale 34 au-dessus des ajutages 30 établit en fait une colonne de charge pour l'amenée des particules aux ajutages Avec tout l'ensemble d'ajutages particulier, cette colonne de charge contribue à régler la vitesse à laquelle des courants de particules aérées en formation serrée, sont

projetés des ajutages 30 vers le verre à tremper.

L'ensemble d'ajutages 31 situé à l'opposé reçoit pareillement un flux de matière particulaire aérée à partir du conduit vertical 29 dirigé vers le bas à partir de la -glissière à air comprimé 33 qui part du fond de l'enceinte d'alimentation 35 Un filtre fin 47 est prévu au sommet de l'enceinte 35 et le niveau superficiel usuel de la colonne de matière particulaire présente dans l'enceinte 35 est

indiqué en 48.

Dans chacun des conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 sont disposés une série de tubes d'amenée de gaz poreux 49, par exemple en métal fritté poreux Les tubles 49 s'étendent horizontalement en travers des conduits derrière les ajutages et dans leur voisinage en plusieurs endroits verticalement équidistants de chaque conduit Les tubes 49 sont susceptibles de réglage horizontal les rapprochant et les écartant des entrées des ajutages Une extrémité de chaque tube 49 est reliée, à l'extérieur du conduit dans lequel 'elle est située, à une vanne inverseuse 50, telle que vanne à tiroir, qui présente une première entrée reliée à travers un régulateur de pression 51 à la canalisation d'air comprimé 38, et une seconde entrée reliée à une canalisation

de vide 52 Le fonctionnement de la vanne à tiroir est com-

mandé par une minuterie 53.

Dans la réalisation choisie à titre d'exemple, il existe six tubes poreux 49, et les minuteries 53 sont sous la commande d'un gouverneur de séquence électronique de genre

connu qui commande une séquence de permutation entre l'arri-

vée de gaz de la canalisation 38 aux tubes et le soutirage de gaz à partir de ces tubes vers la canalisation de vide 52. Quant les tubes 49 sont reliés par les vannes 50 à la canalisation d'arrivée d'air comprimé 38, l'air qui s'échappe par infiltration des tubes 49 assure un apport d'air supplémentaire dans la provision de particules aérées

en cours de chute dans les conduits verticaux Conjointe-

ment, la hauteur de chaque lit alimentaire, délimitée par les niveaux superficiels 46 et 48 des colonnes de matière particulaire, et la pression réglée de l'air envoyé par

permutation aux tubes 49 de chaque conduit 28 et 29 déter-

minent la pression régnant dans les particules aérées aux entrées des ajutages Ceci détermine la vitesse à laquelle les courants de particules aérées en formation serrée sont projetés des ajutages 30 et 31 vers les surfaces d'une feuille de verre alors suspendue dans l'espace de traitement

situé entre les ajutages 30 et 31.

Un tube poreux 54 est situé au sommet de chaque conduit d'alimentation 28 et 29, c'est-à-dire dans la région

o le flux de matière particulaire pénètre dans chaque con-

duit Chaque tube 54 est relié par une vanne à tiroir de permutation 55 à la canalisation d'air comprimé 38 et à la canalisation de vide 52 La vanne 55 est commandée par une

minuterie 56.

A chacune des enceintes d'alimentation 34 et 35 est associé un transporteur vertical à disques, 57 et 58 respectivement Le transporteur 57 mène de bas en haut d'une trémie 59 à une sortie 60 qui est située audessus du sommet ouvert de l'enceinte d'alimentation 34 La trémie 59 est

située au-dessous de l'extrémité de déchargement d'une glis-

sière à air comprimé 61 qui est fixée avec une légère incli-

naison sur l'horizontale et est espacée d'un côté d'un réser-

voir de collecte 62 pour recevoir la matière particulaire qui se répand en franchissant un bord latéral supérieur 63 du réservoir 62 Le transporteur 58 mène de bas en haut d'une trémie 64 à une sortie 65 qui est située au-dessus du sommet de l'enceinte d'alimentation 35 La trémie 64 est

située au-dessus de l'extrémité de déchargement d'une glis-

sière à air comprimé 66, aussi montée avec une légère incli-

naison comme représenté sur la figure 1 et qui reçoit de la

matière particulaire à partir de l'autre bord latéral supé-

rieur 63 du réservoir 62.

Les trémies 59 et 64 comportent des filtres gros-

siers 67 et 68 à travers lesquels la matière particulaire tombe à partir des extrémités de déchargement des glissières

à air comprimé 61 et 66.

On va maintenant décrire le cycle de fonctionnement

pour la trempe thermique d'une feuille de verre.

Initialement, de l'air comprimé arrivé à des débits réglés aux tubes poreux 40 et 44 situés au fond des enceintes

d'alimentation 34 et 35, ainsi qu'aux glissières à air compri-

mé 32 et 33 Des masses alimentaires de matière particulaire aérée sont ainsi maintenues prêtes à servir les enceintes 34 et 35 Les tubes poreux 49 et 54 sont reliés par permutation au vide Le soutirage de gaz pour les tubes 54 a pour effet de tasser la matière particulaire dans la région des sorties des glissières à air comprimé 32 et 33 et de s'opposer à

l'écoulement de matière particulaire à partir des masses mo-

1 O

biles de matière particulaire aérée présentes dans les en-

ceintes d'alimentation Le soutirage de gaz à travers les

tubes 49 s'oppose à toute tendance de la matière particu-

laire à s'infiltrer à travers les ajutages 30 et 31.

Les portes 11 situées à la base du four sont ou-

vertes et le dispositif de levage abaisse la barre porte-

pinces 4 de façon qu'on puisse suspendre aux pinces la

feuille de verre à tremper 1.

Le dispositif de levage 6 agit alors pour élever

la barre porte-pinces, lui conférant dans le four la posi-

tion représentée sur la figure 1 et 2, et les portes 11 du four se ferment La feuille de verre demeure dans le four

pendant un temps suffisant pour être portée à une tempéra-

ture voisine de son point de ramollissement, par exemple de

620 à 6800 C, par rayonnement à partir de radiateurs élec-

triques incorporés aux parois du four Quand la feuille de verre a atteint la température souhaitée, les portes situées

à la base du four s'ouvrent et la feuille de verre est rapi-

dement descendue, à vitesse constante, dans l'espace de traitement vertical ménagé entre les ajutages 30 et 31 Un mécanisme de freinage dynamique incorporé au dispositif de levage 6 assure une décélération rapide quand le verre atteint sa position indiquée en traits mixtes sur les figures

1 et 2, entre les ensembles d'ajutages 30 et 31.

Lorsqu'il s'agit de produire des feuilles de verre

trempées bombées, on peut disposer de manière connue des ma-

trices à bomber entre le four et l'espace de traitement La feuille de verre chaude descend d'abord s'interposer entre les matrices à bomber, qui avancent alors pour se rejoindre sur la feuille de verre et lui conférer la forme bombée voulue Les matrices se retracent ensuite et le verre est

descendu dans l'espace de traitement.

En variante, ou en outre, on peut avoir recours à la technique de suspension décrit dans GB-A-2 038 312 soit

pour aider au bombage lorsqu'on utilise des matrices à bom-

ber, soit pour opérer le bombage de la feuille de verre suspendue. e

Quand la feuille de verre est immobile dans l'es-

pace de traitement, les minuteries 56 agissent sur les vannes de permutation 55 qui relient alors les tubes 54 non plus au vide, mais à l'arrivée d'air comprimé Au même moment, les minuteries 53 associées aux tubes 49 les plus bas font agir les vannes de permutation 50 les plus basses pour remplacer

la jonction au vide par la jonction à l'arrivée d'air com-

primé et l'aétion de la matière particulaire stagnante à la

base des conduits 28 et 29 s'amorce La séquence de permuta-

tion se poursuit pour mettre rapidement les autres vannes 50

en liaison avec la canalisation d'air comprimé 38.

Il y a mobilisation instantanée de la matière par-

ticulaire présente dans les conduits 28 et 29 et, du fait que l'écoulement de matière particulaire aérée à partir des enceintes d'alimentation 34 et 35 n'est plus contrecarré par soutirage de gaz à travers les tubes 54, l'effet de la colonne de charge subsistant dans les enceintes 34 et 35

s'exerce immédiatement et la projection de courants de par-

ticules aérées en formation serrée s'amorce immédiatement à partir des ensembles d'ajutages vers les surfaces de la

feuille de verre.

La pression de charge agissante, déterminée par la

hauteur de la réserve de particules en cours de chute pré-

sentes dans les enceintes verticales 34 et 35 et par la pres-

sion de l'air arrivant par les tubes poreux 49, détermine la pression régnant dans les conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 immédiatement derrière les ensembles d'ajutages 30 et 31 Des courants de particules aérées en formation serrée sont ainsi projetés à partir des ajutages 30 et 31 vers les surfaces du verre présent dans l'espace de traitement, à une vitesse telle que chaque' courant conserve son intégrité en

se dirigeant vers le verre.

La matière particulaire excédentaire se répand en franchissant les bords latéraux 63 et 67 du réservoir 62 et tombe en longeant les goulottes sur les glissières à air comprimé 61 et 66 pour être amenée dans les trémies 59 et 64 et recyclée vers les sommets des enceintes d'alimentation 34 et 35 par les transporteurs 57 et 58 Peu après l'amorçage de l'écoulement, la reconstitution de la provision de matière particulaire présente dans les enceintes d'alimentation 34

et 35 conserve aux lits alimentaires la hauteur définie appro-

ximativement par les niveaux superficiels statiques indiqués

en 46 et 48.

A la fin d'une période de trempe aux cours de laquelle la feuille de verre est ramenée très en deçà de son point de trempe, et des contraintes de trempe se développent pendant que le refroidissement du verre se poursuit vers la température ambiante, la commande de minuteries amène les minuteries 53 et 56 à établir la liaison des vannes 50 et 55

avec le vide, ce qui interrompt l'écoulement vers les aju-

tages en tassant la matière particulaire présente dans les conduits 28 et 29 derrière les ajutages ainsi que la matière

présente dans la région de la sortie de chacune des glis-

sières à air comprimé.

La mobilité des masses alimentaires aérées

présentes dans les enceintes d'alimentation est maintenue.

Quand le soutirage de gaz à travers les tubes 54 a provoqué la cessation de l'écoulement de matière aérée à partir des glissières à air comprimé on peut prendre des mesures pour

mettre les tubes 49 à l'atmosphère si la matière alors sta-

gnante présente dans les conduits 28 et 29 n'a pas tendance

à s'infiltrer vers l'extérieur à travers les ajutages infé-

rieurs des ensembles.

* Un facteur qui s'est avéré influencer le degré de trempe communiqué au verre est la proportion de lacunes de chaque courant de particules, qui est définie ci-dessous, et est de préférence comprise entre 0,9 et 0,4 La pression

effective régnant aux entrées des ajutages, et donc la vites-

se à laquelle les courants de particules aérées en formation

serrée sont ejectés des ajutages est telle que chaque cou-

rant conserve en se dirigeant vers la surface du verre son

intégrité, ainsi que la proportion de lacunes nécessaire.

Les principaux facteurs déterminants sont donc la hauteur des lits alimentaire de matière particulaire aérée, la pression du gaz libéré à partir des tubes poreux 49 dans les conduits verticaux 28 et 29, le temps pendant lequel agissent les jets et la géométrie des ajutages et ensembles d'ajutages. Les quantités d'air envoyées aux tubes 49 indivi- duels dans l'exemple choisi, ou à des paires de ces tubes, peuvent être amenées à varier indépendamment Ceci permet

d'ajuster indépendamment le débit auquel la matière parti-

culaire traverse certaines parties des ensembles d'ajutages,

de façon à maintenir l'uniformité de la trempe.

Dans un agencement de l'appareil pour la trempe de feuilles de verre, chacun des ajutages des ensembles 30 et

31 a une longueur de 30 mm et un diamètre d'alésage de 3 mm.

-Les ajutages sont disposés en quinconce avec un espacement entre les ajutages de 20 x 20 mm Chaque ensemble d'ajutages couvre une aire de 1 010 x 620 mm et chaque ensemble compte 3 200 ajutages La distance entre les extrémités se faisant

face des ajutages des deux ensembles est de 115 mm La hau-

teur des niveaux superficiels 46 et 48 atteints par la matière particulaire des lits alimentaires dans les enceintes verticales 34 et 35 est d'environ 2 m au-dessus des sommets des ensembles d'ajutages 30 et 31 L'espace de traitement, de 115 mm de large, ménagé entre les extrémités des ajuảges est suffisant pour que l'on puisse tremper une feuille de

verre plate ou une feuille ayant acquise par bombage la for-

me courbe usuelle pour un pare-brise de véhicule à moteur.

On a trempé des feuilles de verre sodocalcosili-

cique ayant des dimensions globales de 300 x 300 mm On a

porté chaque feuille de verre à une température de pré-

trempe, par exemple de 650 WC, puis on l'a refroidie brus- quement dans les courants de particules projetés à travers

les ajutages 30 et 31 dans l'espace de traitement.

On a projeté chaque courant vers l'avant vers la surface du verre à une vitesse telle que la frontière du courant ne devienne pas diffuse et que le courant conserve

son intégrité en se dirigeant vers la surface du verre.

Usuellement, les courants frappaient le verre avant de

s'être incurvés le bas dans une mesure sensible.

Il s'est avéré préférable que chaque courant ait une proportion de lacunes comprise entre 0,9 et 0,4 La composante normale à la surface du verre de la vitesse de chaque courant de particules était d'au moins 1 m/s. La proportion de lacunes est représentative de la quantité de lacunes existant au sein de chaque courant de particules Par exemple, pour chaque courant Proportion de lacunes = Vn Vp Vn O Vn = volume d'une faible longueur du courant, et Vp = volume de matière particulaire présente

dans cette faible longueur du courant.

La valeur de la proportion de lacunes diminue à

mesure que le degré de tassement ou resserrement de la ma-

tière particulaire augmente et tombe, pour de la matière pulvérulente, à une valeur de l'ordre de 0,4 à 0,5 pour des amas de poudre statique ou des masses de poudre en mouvement en formation très serrée A l'autre extrémité de la gamme, à mesure que la proportion de lacunes augmente au- delà de 0,9 vers la valeur limite de 1,0, correspondant à du gaz pur, il n'existe dans le courant gazeux qu'une proportion mineure de poudre. On a dirigé les courants de matière particulaire

sur les surfaces de verre pendant un temps déterminé suffi-

sant pour faire apparaître dans le verre les contraintes de trempe requises; au bout de ce temps, les minuteries 53 actionnent les vannes de permutation 50, dont le changement d'état assure la mise des tubes poreux 49 en liaison avec la canalisation de vide 52 Le soutirage de gaz aux emplacements des tubes 49 interdit l'écoulement de matière particulaire à travers les ajutages et la projection de particules des

ajutages vers le verre cesse rapidement.

Au même moment, la minuterie 56 actionne la vanne à tiroir 55 pour provoquer la mise des tubes poreux 54 en

liaison avec la canalisation de vide 52 La matière particu-

laire présente dans les régions de sortie des glissières à

air comprimé 32 et 33 vient rapidement à gêner, puis à inter-

dire l'écoulement de matière particulaire vers les conduits

d'alimentation 28 et 29.

La matière particulaire aérée présente dans les glissières à air comprimé 32 et 33 et dans les enceintes d'alimentation 34 et 35 est maintenue dans un état mobile,

prête à assurer la trempe de la feuille de verre suivante.

A la fin d'une opération de trempe, on peut aussi interrompre par commutation l'arrivée d'air comprimé aux gouttières à air comprimé 32 et 33 et aux tubes poreux 40 et 44, et la matière particulaire présente dans les enceintes 34 et 35 et les glissières d'aérage 32 et 33 se dépose alors, mais il faut la ré-aérer avant l'opération de trempe suivante. On va maintenant donner certains exemples de trempe thermique de feuilles de verre opérée par le procédé selon l'invention et à l'aide des ensembles d'ajutages qu'on vient

de décrire.

EXEMPLE 1

La matière particulaire utilisée est de l'alumine Y ayant les caractéristiques suivantes Densité des particules 1,83 Gamme de grosseurs des particules 20 à 140 Wm Grosseur moyenne des particules 60 iÀm On porte à 6500 C un certain nombre de feuilles de verre d'épaisseurs différentes, puis on les trempe avec des courants d'alumine Y dans les conditions suivantes: Pression d'arrivée d'air aux tubes d'alimentation 49 0,172 M Pa Vitesse de courant à la sortie des ajutages 1,88 m/s Débit massique d'écoulement à partir de chaque ajutage 10,1 g/s Proportion de lacunes de chaque courant 0,602 Les degrés de trempe acquis par des feuilles de

verre de 1,1 à 12 min d'épaisseur sont indiqués dans le ta-

bleau I.

TABLEAU I

Epaisseur Contrainte de traction Contrainte de contpres-

du verre médiane sion superficielle (mm) (l A Pa (M Pa)

1,1 50 74

2 63 108

2,3 68 120

3 80 148

6 ' 114 240

8 120 266

124 280

12 128 286

On mesure la contrainte de traction médiane par technique à la lumière dispersée suivant laquelle on projette un faisceau de laser hélium/néon à travers un bord du verre, et l'on mesure les franges de retardement dans les 20 à 30 premiers millimètres de la surface du verre pour obtenir une mesure de la contrainte de traction médiane moyenne existant dans cette zone du verre On mesure la contrainte de compression superficielle au moyen d'un

réfractomètre de surface différentiel.

Une modification de la pression de l'air arrivant aux tubes alimentation 49 exerce un effet sur la vitesse de

sortie des courants d'alumine Y projetés à partir des aju-

tages et sur la proportion de lacunes de chaque courant, comme indiqué par le tableau II qui donne les résultats obtenus pour la trempe de feuilles de verre de 2,3 et 3 mm d'épaisseur préalablement portées à une température de pré-refroidissement de 6500 C.

TABLEAU II

Pression Vitesse a Proportion Débit mas Contrainte de

d'arrivée la sortie de lacunes sique 1 traction mé-

d'air d'ajutage (Mpa) g/s diane {M Pa) (M Pa) (mis)

2,3 3

mm im

0,035 1,12 0,714 4,34 52 56

0,103 1,35 0,533 8,74 66 75

0,172 1,88 0,602 10,1 68 80

0,276 2,3 0,626 11,73 72 84

Ces résultats montrent qu'en portant la pression d'arrivée d'air de 0,035 à 0,276 M Pa, on porte la vitesse des courants de particules aux sorties des ajutages de 1,12 à 2,3 m/s La proportion de lacunes est comprise entre 0,533 et 0,714 Le débit massique d'alumine Y présente dans chacun des courants passe de 4,34 à 11,73 m/s Les courants ont conservé leur intégrité et ont frappé les surfaces du verre

avant que leurs trajectoire n'aient acquis une courbure des-

cendante appréciable, de sorte que la composante normale à la surface du verre de la vitesse d'impact de chaque courant sur le verre n'était pas appréciablement inférieure à la valeur mesurée aux sorties des ajutages La composante normale est de préférence au moins 1 m/s et, pour éviter d'endommager le verre, il s'est avéré preférable que la composante de vitesse normale à la surface du verre ne

dépasse pas 5 m/s.

A une température de verre plus élevée, par exemple

de 670 C, on a obtenu un degré de trempe un peu plus accusé.

Par exemple, on a obtenu une contrainte de traction médiane de 87 M Pa dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur avec une pression d'arrivée d'air aux tubes 45 de 0,276 M Pa Dans les mêmes conditions, on a obtenu une contrainte de traction

médiane de 75 K Pa dans une feuille de 2,3 mm d'épaisseur.

Il faut avoir soin d'éviter que les surfaces du

verre ne soient endommagées du fait que la matière particu-

laire les frappe à trop grande vitesse alors qu'elles sont chaudes et vulnérables Une limite haute de vitesse de 5 m/s s'est avérée convenable. On peut ramener l'espacement entre les extrémités d'ajutages à 50-60 mm environ A mesure que cet espacement augmente, le degré de trempe de la feuille de verre diminue,

3 supposer que toutes les autres conditions demeurent cons-

1 Q tantes.

On a démontré ce fait en faisant varier l'espa-

cement des ajutages entre 60 et 200 mm lors de la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur portées à 6500 C avec

arrivée d'air aux tubes 45 sous une pression de 0,172 M Pa.

Les résultats figurent dans le tableau III.

TABLEAU III

Espacement des ajutages Contrainte de traction médiane (mm} (M Pa)

90

81

68

67

200 66

Ces résultats indiquent que la variation de l'es-

pacement des ajutages dans un intervalle d'environ 120 à 60 m constitue un autre mode intéressant de variation de la vitesse que présentent les courants en atteignant le verre,

et donc des contraintes communiquées au verre.

Un écartement de 200 mm entre les ajutages est suffisant pour loger 80 à 90 % de la gamme usuelle de feuilles de verre bombées pour pare-brise de véhicules automobiles, et 95 % des feuilles de verre usuelles pour glaces arrières

et latérales de véhicules.

EXEMPLE 2

On procède à des essais semblables à ceux selon l'exemple 1 en utilisant de l'alumine trihydratée (A 1203 3 H 20) ayant les caractéristiques suivantes: densité des particules: 2,45 gamme de grosseurs des particules: 20 à 160 m grosseur moyenne des particules: 86 m On porte à 650 C un certain nombre de feuilles de

verre d'épaisseurs différentes, puis on les refroidit brus-

quement avec des courants de l'alumine trihydratée dans les conditions suivantes: pression d'arrivée d'air au tube d'alimentation 49: 0,172 M Pa vitesse de courant à la sortie des ajutages: 1,77 m/s débit massique d'écoulement à partir de chaque ajutage: 10,38 g/s proportion de lacunes de chaque courant: 0,68 Les degrés de trempe acquis par les feuilles de

verre de 1 1 à 12 mm d'épaisseur sont indiqués dans le ta-

bleau IV.

TABLEAU IV

Epaisseur Contrainte de traction Contrainte de compres I du verre médiane sion superficielle (mm) (m Pa) (i Pa>

1,1 ' 53 79

2 68 110

2,3 72 122

3 82 150

6 126 259

8 138 288

140 300

12 142 309

Ces résultats démontrent encore qu'en modifiant la pression d'arrivée d'air aux tubes 49, on affecte la vitesse

de sortie des courants projetés par les ajutages, la propor-

tion de lacunes des courants et le degré de trempe des feuilles Les résultats obtenus avec des feuilles de verre

de 2, 2,3 et 3 mm d'épaisseur, chauffées à 650 'C, sont sem-

blables à ceux obtenus avec de l'alumine Y, comme l'indique

le tableau V.

TABLEAU V

Pression Vitesse à la Proportion de Débit massique Contrainte de traction médiane(M Pa) d'arrivée sortie lacunes d'air d'ajutage 2,0 mm 2,3 mm 3 mm (M Pa) (m/s) (g/s)

0,035 1,13 0,736 5,65 46 54 58

0,103 1,51 0,66 9,35 60 68 78

0,172 1,78 0,683 10,38 68 72 82

0,276 2,51 0,729 12,44 72 76 85

0,729 _ 12, __ 44 __

KM Ln r N r%) L 4 -_ d Ces résultats montrent que lorsqu'on utilise de -; ' tl'alumine trihydratée, qu'en portant de 0,035 à 2,276 M Pa de la pression d'arrivée d'air aux tubes 49, on augmente la vitesse de sortie d'ajutages, la faisant passer de 1,13 à 2,51 mis La proportion de lacunes est comprise entre 0,66 et 0,736 Le débit massique d'alumine trihydratée passe, pour chaque courant, de 5,65 à 12,44 gis, et les courants

ont la mime forme que dans l'exemple 1.

Pour une température du verre plus élevée, par exemple de 670 C, on obtient une contrainte de traction médiane plus forte, de 87 M Pa, dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur quand la pression d'arrivée d'air est de

0,276 M Pa.

EXEMPLE 3

Avec le même ensemble d'ajutages et les mêmes di-

mensions, on utilise un mélange de 95 % en volume de l'alumine

trihydratée selon l'exemple 2 avec 5 % en volume de bicarbo-

nate de sodium pour tremper des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur et de 300 X 300 mm Le bicarbonate de sodium a une grosseur moyenne de particules de 70 m et une densité de 2,6 Les contraintes obtenues sont plus fortes que celles obtenues par trempe avec l'alumine trihydratée seule Les

résultats obtenus sont résumés dans le tableau VI.

TABLEAU VI

i

On obtient dans les mêmes conditions des contrain-

tes encore plus élevées dans du verre de 3 mm d'épaisseur,

comme indiqué dans le tableau VII.

Pression d'arrivé Contrainte de traction médiane (M Pa) d'air Température du verre (M Pa) 630 C 650 C 670 C

0,035 49 59 63

0,103 70 78 81

0,172 74 84 87

0,276 76 86 89

TABLEAU VII

Pression d'arrivée Contrainte de traction médiane (M Pa} d'air Température du verre (W Pa) 630 C 650 C 670 C

0,035 53 63 66

0,103 75 84 87

0,172 77 86 89

0,276 79 88 92

EXEMPLE 4

On utilise le même ensemble d'ajutages que dans les exemples 1 à 3, mais avec un diamètre d'alésage d'ajutage

de 2 mm.

On utilise la même alumine trihydratée que dans

l'exemple 2.

On porte des feuilles de verre de 2,3 mm d'épais-

seur à 650 C, puis on les refroidit avec des courants de

l'alumine trihydratée Les conditions opératoires et résul-

tats obtenus sont indiqués dans le tableau VIII.

TABLEAU VIII

o r%) r> Ln Pression Vitesse à la Proportion Débit massique Contrainte de Contrainte de d'arrivée sortie de lacunes traction compression d'air d'ajutage médiane superficielle (M Pa) (m/s) (g/s) (M Pa) (M Pa)

0,103 1,48 0,52 5,37 71 120

0,137 1,78 0,483 7,1 73 123

0,276 2,17 0,53 7,86 78 132

EXEMPLE 5

Avec le même ensemble d'ajutages que dans les ex-

emples 1 à 3, on utilise comme matière particulaire pour la trempe thermique d'une feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur une poudre de type "Fillite" comportant des sphères de verre creuses obtenues à partir de cendre de combustible pulvérisé

provenant de chaudières de centrale, ayant les caractéris-

tiques suivantes: densité de la matière: 2,6 densité de particules: 0,38 gamme de grosseurs de particules: 15 à 200 m grosseur moyenne des particules 80 m On ajuste la pression d'arrivée d'air au tubes d'alimentation 45 pour obtenir des courants de "Fill ite" ayant une vitesse à la sortie des ajutages 1,4 m/s et une

proportion de lacunes de 0,76.

On porte la feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur à 650 WC avant de la refroidir et la contrainte de traction

médiane de la feuille de verre trempée est de 58 M Pa.

EXEMPLE 6

Avec le même ensemble d'ajutages que dans les exemples 1 à 3, on utilise comme matière particulaire du sable de zircon passant au tamis à mailles de 104 m, ayant les caractéristiques suivantes: densité des particules 5, 6 gamme de grosseurs des particules: 30 à 160 m grosseur moyenne des particules: 110 m Les résultats obtenus lors de la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur sont résumés dans le tableau Ix.

1 TABLEAU IX

Pression d'arrivée Vitesse à:la sortie Proportion de Débit massique Contrainte de d'air d'ajutage lacunes traction méd iane (M Pa) (M/S) (g/s> <M Pa)

0,103 1,5 0,86 8,25 50

0,172 1,7 0,865 9,02 65

0,276 2,2 0,80 16,88 82

o' r>J IN r% 3

EXEMPLE 7

On a constaté qu'en faisant varier le modèle d'aju-

tage sans modifier les pressions d'arrivée d'air aux tubes

49, on pouvait obtenir des vitesses de sortie plus élevées.

On l'a démontré en utilisant la même alumine tri- hydratée que dans l'exemple 2, projetée à partir de deux

ensembles d'ajutages verticaux.

Dans chaque ensemble, les ajutages étaient disposés en quinconce avec un espacement entre ajutages de 20 x 20 mm Chaque ajutage avait une longueur de 55 mm et un diamètre d'ajutage de 3 mm Chaque ensemble occupait un espace de 1 010 x 620 mm et la distance entre les extrémités se faisant face des ajutages deux ensembles était

de 85 mm.

On a porté des feuilles de verre de 2,3 mm d'épais-

seur à 6300 C, 6500 C et 6700 C et on les a refroidies au moyen de courants d'alumine trihydratée projetés à partir de chaque ensemble avec les pressions d'arrivée d'air de 0,103 M Pa, 0,172 M Pa et 0,276 M Pa utilisées dans les essais selon

l'exemple 2.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau X.

TABLEAU X

Pression Vitesse de Proportion de Débit massique Contrainte de traction médiane(M Pa) d'arrivée sortie lacunes d'air d'ajutage (Ml Pa) (m/s) (g/s) Température-du verre

630 C 650 C 6700 C

0,103 1,6 0,729 7,46 61 66 67

0,172 2,32 0,741 10,38 70 73 77

0,276 4 0,823 12,21 72 77 81

Co ré n o r C>

Dans ces exemples, des courants de particules aé-

rées en formation serrée à proportion de lacunes comprise

entre 0,87 et 0,53 sont efficaces.

Une proportion de lacunes comprise entre 0,76 et 0,4 s'est avérée donner de bons résultats. On peut obtenir des effets de trempe différentiels, par exemple pour faire apparaître des zones de vision dans

une feuille de verre à incorporer à un pare-brise, en dispo-

sant les ajutages de chaque ensemble conformément au motif souhaité de régions à haute contrainte à faire apparaître dans le verre, ces régions étant réparties entre des régions à contrainte de trempe moindre à travers lesquelles la vision

demeure adéquate en cas de fracture de la feuille.

Le verre chaud suspendu peut être transporté hori-

zontalement à travers l'espace de traitement entre les bâtis verticaux Selon un autre mode opératoire, on peut supporter les feuilles de verre à tremper avec une inclinaison, par exemple de 451 C, sur la verticale et les déplacer suivant un trajet horizontal, entre des ensembles d'ajutages, à travers un espace de traitement ayant la même inclinaison sur la verticale. Certains des ajutages peuvent être pointés vers l'intérieur de façon à projeter des courants de particules vers les bords de la feuille de verre et à renforcer les

contraintes apparaissant dans ces bords Dans un autre agen-

cement, les ajutagessitués dans les régions marginales des

ensembles peuvent être dirigés vers l'intérieur pour provo-

quer un écoulement d'ensemble vers le centre de la feuille

de verre à tremper.

Une autre réalisation d'appareil pour la mise en oeuvre de l'invention est représentée à titre d'exemple sur

la figure 4.

Deux réservoirs 69 et 70, contenanit de la matière particulaire fluidisée, présentent des parois latérales 71 et 72 perforées Les ensembles d'ajutages 30 et 31 s'étendent à partir de ces parois latérales L'espacement entre les extrémités d'ajutages est de 110 mm et la feuille de verre IL

à tremper thermiquement est descendue dans l'espace de trai-

tement ménagé entre les extrémités des ajutages.

Des particules aérées arrivent à chacun des aju-

tages 30 et 31 à partir de la matière particulaire fluidisée contenue dans les réservoirs 69 et 70.

Une membrane poreuse 73 située à la base du réser-

voir 69 forme le toit d'une chambre de collecteur 74 à

laqpelle de l'air de fluidisation arrive à travers une con-

du*te d'alimentation 75 Le sommet du réservoir 69 est fermé par un toit 76 qui présente un orifice d'admission 77 relié à un conduit de remplissage 78 comportant une vanne 79 De

la matière particulaire vient remplir le réservoir 69 à tra-

vers le conduit 78 quand la vanne 79 est ouverte Un conduit d'air 80 communique avec une ouverture ménagée dans le toit 76 Sur le conduit 80 est interposée une vanne 81 pouvant relier l'espace supérieur du réservoir 69 soit à une conduite de pression 82, soit à l'air libre à travers une

conduite d'échappement 83.

Un autre conduit 84 est relié à une ouverture per-

cée dans le toit 76 près de la paroi latérale 71 du réservoir 69 Le conduit 84 ménage une sortie au-dessus d'une partie du lit fluidisé présent dans le réservoir 69 qui est séparée

de la partie principale du lit par un déflecteur 85 qui s'é-

tend Mers le bas à partir du toit 76 L'extrémité inférieure du déf Lecteur 85 est espacée au-dessus du plancher poreux 73 du r E ervoir de manière à ménager un trajet d'écoulement de matière particulaire fluidisée, désigné par la flèche 86, reliamt la partie principale du réservoir à l'espace situé entre le déflecteur 85 et la paroi latérale 71 du réservoir, qui alimente en particules aérées les ajutages 30 L'excès d'aàr de fluidisation est mis à l'atmosphère à travers le

conduit 84.

Des références numériques semblables sont affec-

t&es à la structure de toit munie de conduits d'entrée et de

sortie prévue au sommet du réservoir identique 70.

A la base du réservoir 70 est prévue une membrane -à poreuse 87 a travers laquelle de l'air de fluidisation arrive d'une chambre de collecteur 88 comportant sa propre arrivée

d'air 89 Un courant de particules aérées arrive du réser-

voir 70 par dessous la base du déflecteur 85, comme indiqué par la flèche 86, pour alimenter les ajutages 31 Lorsqu'on a rempli les deux réservoirs 69 et 70 d'une quantité appro- priée de la matière particulaires choisie, on ferme les vannes 79 et les vannes 81 qui relient les conduites sous pression 82 aux conduits 80 de façon à maintenir une certaine

* pression au-dessus des lits fluidisés présents dans les ré-

servoirs 69 et 70 La pression sous laquelle l'air de flui-

disation arrive par les conduits 75 et 89 dans les chambres de collecteur 74 et 88 est telle que la matière particulaire

prenne dans les réservoirs 69 et 70 un état fluidisé appro-

prié en dépit de la pression maintenue, comme indiqué par les flèches 90, dans les espaces supérieurs surmontant les

deux lits fluidisés.

En réglant la pression sous laquelle l'air de flui-

disation arrive par les conduits 75 et 89 par rapport aux

pressions 90 maintenues au-dessus des surfaces des lits ali-

mentaires fluidisés, on règle la pression sous laquelle les particules aérées atteignent les ensembles d'ajutages 30 et 31 pour faire en sorte que des courants de particules aérées en formation serrée soient projetés vers les surfaces du verre à une vitesse telle que les courants conservent leur

intégrité en se dirigeant vers la surface du verre L'éta-

blissement des arrivées d'air est commandée par permutation de la même manière que dans la réalisation selon les figures

1 à 3.

La matière particulaire arrivant par les ajutages 30 et 31 est recueillie et envoyée à un réservoir de stockage indépendant, puis renvoyée en temps utile aux conduits 78

des réservoirs 69 et 70.

Grâce aux déflecteurs 85, le niveau atteint par la matière particulaire fluidisée dans les réservoirs 69 et 70 peut baisser sans que l'effet de trempe obtenu s'en trouve affecté, du fait qu'une pression constante est maintenue

dans les espaces surmontant les surfaces des masses de ma-

tière fluidisée présentes dans les réservoirs 69 et 70 La mise à l'air libre de gaz par les conduits 84 aide à régler la pression sous laquelle les particules aérées sont envoyées

aux ajutages.

La figure 5 des dessins représente une autre réa- lisation de l'invention convenant pour la trempe thermique

d'une feuille de verre 91 supportée horizontalement.

Des conduits d'alimentation disposés horizontale-

ment 92 et 93, contenant de la matière particulaire fluidi-

sée, comportent des ensembles d'ajutages horizontaux supé-

rieur 30 et inférieur 31.

Les ajutages 30 font saillie vers le bas sur la face inférieure du conduit d'alimentation 92 et les ajutages 31 font saillie vers le haut sur la face supérieur du conduit d'alimentation 93 Un espace horizontal de traitement d'une

feuille de verre 1 est défini entre les extrémités des aju-

tages. Une enceinte d'alimentation verticale 94 communique avec la face supérieure du conduit d'alimentation supérieur 92 et une enceinte d'alimentation 95 communique avec un côté du conduit d'alimentation 93 Des tubes poreux 96 sont prévus dans chacun des conduits d'alimentation 92 et 93. Des tubes poreux supplémentaires 97 et 98 sont posés à la base de l'enceinte d'alimentation 95, le tube 98

étant monté en parallèle avec les tubes 96 du conduit d'ali-

mentation 93.

Avant de traiter une feuille de verre, on relie

par permutation au vide les tubes 96 des conduits d'alimen-

tation,92 et 93 -On relie aussi au vide le tube 98 situé à

la base de l'enceinte d'alimentation 95.

De cette manière, la matière particulaire présente dans les conduits d'alimentation 92 et 93 se trouve maintenue à l'état compact non aéré De l'air arrive en continu au tube 97 situé à la base de l'enceinte d'alimentation 95, de

sorte que la matière contenue dans l'enceinte 95 est main-

tenue à l'état aéré, prête à servir.

Une feuille de verre 91, portée à une température de pré-trempe et reposant sur un bâti 99, est amenée dans l'espace de traitement horizontal De l'air est alors envoyé aux tubes 96 du conduit d'alimentation supérieur 92 ainsi qu'aux tubes 96 et qu'au tube 98 du conduit d'alimentation

inférieur 93.

L'aération subie par la matière particulaire dans les conduits d'alimentation 92 et 93 est telle que l'effet de trempe exercé par la matière particulaire projetée veirs le bas à travers les ajutages 30 sur la face supérieure de la feuille de verre est sensiblement égal à celui exercé par la matière particulaire projetée vers le haut à travers les

ajutages 31 vers la face inférieure de la feuille de verre.

La figure 6 est une vue analogue à la figure 1 illustrant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention

suivant lequel le conduits d'alimentation 28 et 29 se trou-

vent immergés dans un lit de trempe, fluidisé au gaz, de la matière particulaire, dans lequel la feuille de verre chaude

est descendue Les courants sont projetés à partir des aju-

tages dans le lit fluidisé à une vitesse telle que chaque courant conserve son intégrité en se dirigeant à travers le

lit fluidisé vers le verre.

Les ensembles d'ajutages 30 et 31 et l'alimentation en matière particulaire fluidisée sont tels que décrits à

propos des figures 1 à 3.

Sur le plancher 15 est disposée, à l'intérieur de la structure de bâti 14, une table de levage à mouvement de ciseaux 100 entourée par un soufflet 101 La table 100 est indiquée en traits interrompus dans sa position basse Sur la table 100 repose un récipient 102 contenant un lit de trempe, fluidisé au gaz, de matière particulaire pareille à

celle envoyée aux ajutages 30 et 31 Le récipient est à sec-

tion horizontale rectangulaire et présente un sommet ouvert.

Le dessous du récipient est formé par une membrane poreuse dont l'emplacement est indiqué en 103 Cette membrane poreuse

103 forme aussi le dessus d'une chambre de collecteur dési-

gnée dans son ensemble par la référence numérique 104.

La chambre de collecteur 104 est divisée par des cloisons en trois parties, à savoir une partie centrale qui poss Mde sa propre arrivée d'air et est située au-dessus de

l'espace de traitement, et deux parties extérieures desser-

vies par une arrivée d'air commune La pression d'arrivée d'air à la partie centrale de la chambre de collecteur est

plus forte que celle d'arrivée aux parties extérieures.

La porosité de la membrane 103 est telle que l'air subit & sa traversée une forte perte de charge La pression

d'arrivée d'air à la partie centrale de la chambre de col-

lecteur est telle que la partie centrale du lit fluidisé

présent dans le récipient 102 est dans un état de fluidisa-

tion particulaire calme et uniformément expansé La quantité

de matière particulaire initialement présente dans le réci-

pient 102 est telle que quand de l'air de fluidisation arrive dans la chambre de collecteur 104, la surface calme du lit fluidisé est à un niveau situé environ à mi-hauteur

du récipient.

Des tubes de refroidissement, non représentés, peuvent être montés à l'intérieur et près des parois laté-

rales du récipient pour maintenir la couche fluidisée à une température de trempe convenable, par exemple de l'ordre de

à 800 c.

Sous l'action de la table de levage à mouvement de ciseaux 100, le récipient 102 est amené de sa position basse dans la position haute indiquée en traits plein Les deux

conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 se trouvent plon-

gés dans le lit fluidisé et impriment à la matière fluidisé

un déplacement tel que le lit fluidisé remplit alors le réci-

pient et peut déborder légèrement par-dessus le bord supé-

rieur de ce dernier.

La glissière à air comprimé 61 est espacée d'un côté du récipient 102 pour recevoir la matière particulaire qui déborde par-dessus le bord supérieur du récipient dans deux goulottes de collecte 105 Au récipient sont fixées quatre goulottes 105 qui, ensemble, entourent entièrement le bord supérieur du récipient Les deux autres goulottes de collecte 105 se déchargent dans la glissière à air comprimé 66 Chacune des goulottes mène vers le bas à un goulot 106 sur lequel est articulé un déversoir 107 Pendant la montée ou la descente du récipient 102, les déversoirs 107 sont rabattus vers le haut et, quand le récipient est en position haute, ils sont rabattus vers le bas pour se superposer aux

glissières 61 et 66.

Le cycle de fonctionnement est tel que décrit à propos de la réalisation selon les figures 1 à 3 Quand les portes de four 11 ont été fermées et que la feuille de verre suspendue est en cours de chauffage dans le four, la table

de levage à mouvement de ciseaux assure la montée du,réci-

pient Les déversoirs 107 sont rabattus vers le haut de manière à franchir les glissières 61 et 66 Dès que la table

100 comence à monter, les transporteurs 57 et 58 démarrent.

Une fois le récipient en position haute, les arrivées d'air

à la chambre de collecteur 104 sont établies.

L'air envoyé à la chambre de collecteur 104 flui-

dise la matière particulaire présente dans le récipient 102, celle présente dans l'espace de traitement situé entre les

ensembles d'ajutages étant dans un état de fluidisation par-

ticulaire calme, uniformément expansé.

Les portes 11 du four s'ouvrent alors et la feuille

de verre chaude est descendue rapidement, à vitesse cons-

tante, dans l'espace de traitement Sitôt après que le bord inférieur de la feuille de verre ait franchi vers le bas la

surface supérieure horizontale calme de la matière particu-

laire fluidisée, il y a établissement de l'envoir d'air aux

tubes poreux 49 et aux glissières à air comprimé 52 et 57.

De la matière particulaire aérée passe des enceintes d'ali-

mentation 34 et 35 aux ajutages, sous une pression telle que des courants cohérents de la matière particulaire sont

projetés vers la feuille de verre à travers la matière pré-

sente, dans un état de fluidisation calme, dans l'espace de

traitement.

De la matière particulaire déborde par-dessus le

bord supérieur du récipient et est recyclée vers les en-

ceintes d'alimentation 34 et 35 pour que les surfaces des

lits fluidisés alimentaires demeurent à des niveaux fixes.

Le lit fluidisé calme présent dans le récipient 102 fait lui-même subir au verre une contrainte par effet de fond et le prélèvement de chaleur sur les surfaces du verre est augmenté par l'effet des courants noyés émanant des ajutages qui atteignent les surfaces du verre et renforcent l'agitation locale de la matière particulaire au niveau des surfaces du verre et rendent le motif de contrainte du verre plus uniforme que celui fourni par les seuls courants de

matière particulaire.

La figure 7 représente à titre d'exemple un autre appareil selon l'invention, pour le bombage et la trempe de

feuilles de verre.

Les mêmes références numériques que les figures 1 à 3 sont utilisées pour désigner les pièces identiques ou semblables. Le four 7 est situé en bas de l'appareil et les

matrices à bomber 108 et 109 sont montées au-dessus de l'em-

bouchure 10 du four.

Les conduits d'alimentation 28 et 29, munis d'en-

sembles d'ajutages 30 et 31, sont les sections inférieures

de conduits verticaux dont les sections supérieures consti-

tuent les enceintes d'alimentation 34 et 35 Les glissières à air comprimé 32 et 33 de la réalisation selon les figures 1

à 3 ne sont pas nécessaires.

L'aération de la matière particulaire présente dans chacune des parties d'alimentation supérieure 34 et 35 des conduits est assurée púr les deux paires de tubes poreux 40 Une paire de tubes 40 est montée environ à mihauteur de chacune des sections supérieures La paire inférieure du

tube 40 est montée près du bas de la section supérieure.

Chaque paire de tubes 40 est reliée à travers un régulateur

de pression 41 à la canalisation d'air comprimé 38 L'arri-

vée continue d'air comprimé dans les tubes 40 maintient la masse alimentaire de matière particulaire présente dans les

sections hautes à l'état aéré, prête à servir.

Au sommet de chacune des sections inférieures 28 et 29 est monté, Juste au-dessus des ensembles d'ajutages 30 et 31, un rang de trois tubes poreux 54 reliés en parallèle à

une vanne de permutation 55 corumaandée par une minuterie 56.

Une entrée de la vanne 55 est reliée directement à la canalisation de vide 52 L'autre entree de la vanne 55 est

reliée à travers un régulateur de pression 114 à la canali-

sation d'air comprimé 38.

Chacune des sections inférieures 28 et 29 comporte O 10 dix tubes poreux verticalement espacés 49 qui sont reliés par paires à des vannes de permutation 50, commandées par

des minuteries 53 et qui présentent des entrées reliées di-

rectement à la canalisation de vide 52 et des entrées

reliées à travers des régulateurs de pression 51 à la cana-

lisation d'air comprimé 38.

Le fonctionnement est semblable à celui de l'appa-

reil selon les figures 1 à 3 Le raccordement au vide des rangs de trois tubes poreux 54 situés dans les régions de sortie des sections d'alimentation supéreires 34 et 35 des conduits verticaux assure un effet de tassement positif de la matière particulaire présente dans ces régions au-dessus desquelles les masses alimentaires aérées sont supportées

jusqu'à ce qu'il faille établir l'écoulement.

La feuille chaude 1 est remontée du four j-'usqu'à la position de bombage située entre les matrices 108 et 109, lesquelles se rejoignent sur la feuille Après séparation des matrices, la feuille bombée, encore chaude, est soulevée jusqu'à la position représentée située dans l'espace de

traitement entre les ensembles d'ajutages 30 et 31.

Une goulotte de collecte de poudre 115 vient se placer sous les ensembles d'ajutages, puis les vannes 55 établissent l'envoi d'air comprimé aux tubes 54 Ceci libère

les masses alimentaires de matière particulaire aérée pré-

sentes dans les sections supérieures 34 et 35, et la matière commence à s'écouler vers le bas dans les conduits verticaux pour alimenter les courants projetés à partir des ajutages par suite de l'établissement séquentiel de l'alimentation en air comprimé des tubes 49, qui commence lorsque la minuterie

56 agit sur la vanne 55.

Dans chacune des réalisations, la section des aju-

tages peut être autre que circulaire, par exemple ovale Les faces avant des conduits d'alimentation 28 et 29 peuvent présenter, au lieu d'ajutages, des ensembles d'ouvertures en forme de fentes capables d'émettre des courants de particules

aérées en formation serrées pour les projeter sur les sur-

faces du verre.

y O L'invention permet d'obtenir des feuilles de verre trempées thermiquement à contraintes de traction médianes

élevées et à contraintes de compression superficielles éle-

vées en proportion La contrainte de traction médiane est représentative de la haute résistance mécanique du verre

trempé.

Par exemple, on a obtenu des contraintes de trac-

tion médianes comprises entre 114 et 128 M Pa dans des feuilles de verre d'épaisseur comprise entre 6 et 12 mm par

mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

On a obtenu selon l'invention des feuilles de verre d'épaisseur plus faible comprise entre 2 et 3 mm, présentant une contrainte de traction médiane allant de 60 à 92 M Pa, ainsi que des feuilles à épaisseur comprise dans la même gamme présentant une contrainte de traction médiane inférieure à 60 M Pa, pouvant descendre par exemple jusqu'à

environ 46 M Pa.

Des feuilles de verre encore plus minces ont acquis une haute résistance mécanique par trempe thermique par le procédé selon l'invention Par exemple, on a produit du verre trempé de 1,1 mm d'épaisseur à contrainte de

traction médiane atteignant 53 M Pa.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 Appareil pour la trempe thermique de verre par refroidissement brusque d'un article en verre chaud, ( 1,91) au moyen de matière particulaire, caractérisé par des moyens de confinement ( 28,29; 94,95) d'une masse de matière parti- culaire aérée mobile, et des moyens de soutirage de gaz ( 49) situés dans une région de cette masse à travers laquelle il faut provoquer un écoulement de matière particulaire vers le verre. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé

par des moyens de confinement d'une masse alimentaire de ma-

tière particulaire, des moyens d'amenée et de soutirage de gaz ( 49), reliés à ces moyens de confinement, et des moyens ( 50) pour régler les moyens d'amenée et de soutirage de gaz pour régler ainsi sélectivement la mobilité de la matière particulaire de façon à amorcer un écoulement de matière particulaire vers le verre et à entretenir cet écoulement pendant un temps suffisant pour établir des contraintes de

trempe dans le verre.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de confinement d'une masse de matière particulaire peuvent être une enceinte d'alimentation ( 34,35; 94,95) comportant une sortie pour ledit écoulement,

et les moyens d'amenée et de soutirage de gaz peuvent compor-

ter au moins un tube poreux ( 44; 98) situé dans la région de la sortie de l'enceinte d'alimentation et relié à travers des

moyens du type vanne à des canalisations d'amenée et de sou-

tirage de gaz.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie de l'enceinte d'alimentation est relié à

un conduit d'alimentation ( 28,29; 92,93) comportant un en-

semble d'ajutages pour la projection vers le verre de cou-

rants de particules aérées en formation serrée, l'enceinte d'alimentation est disposée de manière à établir une colonne de charge efficace pour l'amenée des particules, et des tubes

poreux d'amenée et de soutirage de gaz ( 49, 96-98) sont dis-

posés dans le conduit d'alimentation près des entrées des ajutages. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par des moyens du type vanne ( 50) reliant chaque tube poreux à une canalisation d'amenée de gaz et à une canalisation de soutirage de gaz, et des minuteries ( 53) reliées aux moyens du type vanne pour commander la séquence de permutation des liaisons d'amenée de gaz aux tubes poreux et de soutirage de

gaz à partir des tubes poreux.

6 Appareil selon la revendication 4 ou 5, caracté-

risé par au moins un tube poreux situé dans la région de l'entrée du conduit d'alimentation et relié par une vanne à la canalisation de soutirage de gaz ( 52), et une minuterie

reliée à la vanne pour commander l'établissement de la liai-

son de soutirage de gaz, commandant par là, l'écoulement de

matière particulaire à partir de l'enceinte d'alimentation.

7 Appareil selon l'une quelconque des revendica-

tions 4 à 6, caractérisé par deux conduits d'alimentation ( 28,29) munis chacun d'un ensemble d'ajutages ( 30,31) ces ensembles définissant entre leurs extrémités de sortie un espace de traitement de la feuille de verre suspendue ( 1), et deux enceintes d'alimentation ( 34,35) respectivement reliées

aux conduits d'alimentation.

8 procédé de trempe thermique de verre suivant lequel on trempe un article en verre chaud au moyen d'une

matière particulaire, caractérisé en ce qu'on règle sélecti-

vement la mobilité de la matière particulaire de façon à amorcer un écoulement de matière particulaire vers le verre et à entretenir cet écoulement pendant un temps suffisant

pour établir des contraintes de trempe dans le verre.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on règle l'écoulement de matière particulaire à partir d'une masse alimentaire de matière particulaire aérée mobile en soutirant du gaz à partir d'une région de cette masse à travers laquelle un écoulement doit être établi, en vue de tasser la matière dans cette région et d'entraver

l'écoulement.

Procédé selon la revendication 8 ou 9 caractéri-

sé en ce qu'on aère une masse de matière particulaire desti-

née à alimenter l'écoulement pendant que l'on soutire du gaz d'une région extérieure de cette masse par tasser la matière -et entraver l'écoulement, et l'on amorce l'écoulement de matière particulaire aérée en substituant à la liaison de soutirage de gaz à partir de ladite région de sortie une

liaison d'arrivée de gaz à cette région de sortie.

11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on fait arriver du gaz dans l'écoulement en aval de ladite région pour régler la pression régnant dans

l'écoulement.

12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on établit ledit écoulement vers le verre sous la

forme d'une série de courants de particules aérées en forma-

tion serrée, et l'on règle la pression du gaz qu'on fait ar-

river dans l'écoulement de manière à-projeter les courants

vers une surface du verre à une vitesse telle que chaque cou-

rant conserve son intégrité en se dirigeant vers la surface

du verre.

13 Procédé selon la revendication 12, pour la trem-

pe thermique d'une feuille de verre, caractérisé en ce que la feuille ( 1) est verticale et l'on projette des courants de

particules vers les deux surfaces du verre.

14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on projette les courants de particules à partir

d'ensembles d'ajutages verticaux.

Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on alimente chaque ensemble d'aju tages au moyen d'un écoulement à partir d'une masse alimentaire en cours de chute de matière particulaire aérée, on fait arriver du gaz dans l'écoulement auprès des ajutages, et l'on règle la hauteur atteinte par la masse alimentaire au-dessus des ajutages et la pression d'arrivée dudit gaz pour régler la vitesse de

projection des courants vers le verre.

16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la masse alimentaire est une colonne de matière particulaire, du gaz étant soutiré d'une région située à la

base de la colonne pour entraver l'écoulement de matière par-

ticulaire à partir de cette colonne, et du gaz étant ensuite envoyé dans cette région pour déterminer l'écoulement de

matière particulaire à partir de la colonne.

17 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 14 à 16, caractérisé en ce qu'on fait arriver du gaz

dans chacun de divers écoulements existant en une série d'en-

droits qui sont verticalement espacés les uns des autres près des ajutages, on remplace la liaison d'arrivée de gaz par une liaison de soutirage de gaz à ces endroits pour faire cesser

l'écoulement à la fin d'une opération de trempe, et l'on éta-

blit une liaison d'arrivée de gaz à ces endroits pour amorcer la projection des courants de particules vers la feuille de

verre à tremper suivante.

18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce qu'on minute sélectivement l'établissement de la liai-

son d'arrivée de gaz auxdits endroits, en commençant par

l'endroit situé le plus bas.

19.,Procédé selon l'une quelconque des -revendica-

tions 15 à 18, caractérisé en ce qu'on entrave l'écoulement de matière particulaire à partir de la masse alimentaire en

soutirant du gaz à partir d'une région de sortie située im-

médiatement au-dessus de l'ensemble d'ajutages.

Verre trempé thermique obtenu par un procédé

selon l'une quelconque des revendications 8 à 19.