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M E M 0 1 R E D E S C R I P T I F déposé à l'appui d'une demande de
B R E V E T D 4 1 N V E N T ION "Procédé et appareil perfectionnés pour la fabrication du verre en feuilles"
La présente invention concerne d'une façon générale la fabrication du verre en feuilles par étirage continu à partir d'un bain de verre fondu. Elle a pour objet un procédé et un appareil grâce auxquels les ondulations caractéristiques et d'autres défauts analogues qui
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ont toujours été présents dans les feuilles de verre étirées peuvent être réduits à un degré appréciable.
Dans les procédés actuellement connus de fabrication du verre en feuilles, on prévoit un bain de verre fondu dans une chambre d'étirage et l'on en extrait ou étire une feuille continue de verre à l'aide d'un appareil d'étirage et de solidification approprié. Dans tous les prooédés de ce genre, la feuille de verre est étirée verticalement à partir du bain et se meut verticalement au moins sur une courte distance au cours de laquelle elle se solidifie ou fait prise au moins partiellement.
Dans certains de ces procédés, la feuille de verre étirée à partir du bain fondu continue son mouvement vertical à travers la chambre d'étirage, puis à travers une chambre de recuisson assez longue placée au-dessus de cette chambre, alors que, dans un autre de ces procédés, la feuille étirée à partir du bain de verre ne passe verticalement qu'à travers une partie de la chambre d'étirage et est alors déviée horizontalement par son passage sur un rouleau approprié, puis traverse horizontalement une chambre de recuisson dans laquelle elle est refroidie et recuite, pour être ensuite découpée en tronçons de dimensions appropriées. La présente invention est applicable à ces procédés et à tous autres dans lesquels la feuille de ,verre est extraite d'un bain de verre fondu.
Dans tous les procédés, tels qu'ils ont été réalisés jusqu'à ce jour,le verre fabriqué possède une ondulation caractéristique qui règne dans la direction longitudinale, et quelquefois latérale, de la feuille montante de verre, ainsi que d'autres défauts tels que le défaut dit "de martelage" qui font que la feuille obtenue ne convient pas,pour certains usages tels que ceux auxquels sont destinées les glaces ou plaques de verre qui ont été doucies et extrêmement
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polies. Ces défauts occasionnent la déformation des objets vue à travers la glace, cette déformation étau% particulièrement sensible lorsque les objets sont vus suivant une direction nettement oblique.
De nombreux efforts avaient déjà été tentés en vue de supprimer cette déformation occasionnée par les ondulations et le "martelage" sans nuire de quelque autre manière au produit fini, Dans certains cas, on a obtenu des résultats légèrement améliorés, niais, à la connaissance de la demanderesse, aucune des tentatives ainsi effectuées n'a permis d'obtenir une feuille de verre étirée dans laquelle les ondulations oaraotéristiques et le martelage étaient notablement diminués.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil de fabrication de feuilles de verre étirées grâce auxquels les défauts susmentionnés sont grandement diminués où sensiblement supprimés sur une partie appréciable de la feuille montante de verre et sont limités à une section relativement étroite voisine d'un des bords de la feuille et pouvant facilement être découpée et détachée de celleci sans occasionner une perte importante. Ceci est réalisé sans nuire en aucune manière au produit résultant. Non seulement ce produit possède à un degré moindre les défauts d*ondulation oaraotéristique et de martelage du verre étiré, mais ses surfaces ont le beau fini au feu habituel du verre étiré.
De plus, on fabrique le produit suivant l'invention sans nuire au caractère du recuit de la feuille finie, étant donné qu'il n'existe que de faiblestensions intérieures dans cette feuille et que ces tensions sont distribuées uniformément dans toutes les parties de la feuilleo
On a découvert que le passage dair et dautres gaz dans la chambre d'étirages au ménisque et à une distance
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relativement faible au-dessus du ménisque de la feuille montante de verre, influence d'une façon très préjudiciable le caractère de la feuille étirée et qu'il est possible de diminuer sensiblement les ondulations et le martelage, tout en conservant le beau poli au feu du verre étiré, en règlant convenablement le courant de ces gaz.
Suivant l'invention, on rélise ces résultats en créant et maintenant près ou le long du ménisque un courant de gaz dirigé transversalement à la feuille moniale de verre et au contact de cette feuille, d'un des bords de celle-ci à l'autre, sur chacune des faces de ladite feuille, et dans le même sens de part et d'autre de la feuille.
Grâce à cecourant de gaz dirigé transversalement le long ou près du ménisque, la température que possède l'air entrant en contact avec la feuille montante de verre en ce point est rendue plus uniforme, et ceci rend aussi plus uniformes les températures régnant en ce point en travers de la feuille, De plus, en prévoyant ce courant transversal positif de gaz le @ long du ménisque, les courants de gaz dispersés qui pourraient occasionner des ondulations ou le martelage si on les laissait entrer en contact avec la feuille de verre en ce :point) sont mis à même de rejoindre le courant transversal et sont par conséquent empêchés de provoquer la formation de courants verticaux d'air froid le long de la feuille montante.
Le courant de gaz dirigé transversalement à la feuille montante de verre le long ou près du ménisque, d'un des bords à l'autre de cette feuille et dans le même sens de part et d'autre de la feuille, peut être obtenu de toute manière appropriée.On peut l'obtenir en soumettant à une telle circu- lation l'agent gazeux qui se trouve déjà dans la chambre d'étirage.
On peut l'obtenir, et on l'obtient de préférence, eu obturant une des extrémités de la chambre de façon à em- pêcher toute pénétration sensible d'air susceptible d'entrer en contact avec la feuille au ou près du ménisque et en permettant cette pénétration d'air ou autre gaz à l'autre e.xtré-
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mité, ou extrémité ouverte, de la chambrera.'air ou autre gaz étant mis à même de pénétrer dans la chambre en des points où il 'se, meut jusqu'au ménisque et le long ou près dudit ménisque de part et d'autre de la feuille montante de verre, d'un des bords de celle-ci sensiblement jusque son autre bord.
On pour- rait aussi créer un tel courant de gaz approprié au procédé particulier d'étirage des feuilles de verre auquel il est appliqué.
Il est évident par ce qu'on a dit plus haut que l'in- vention n'est limitée à aucun procédé particulier de fabrica- tion de verre en feuilles et qu'elle peut être appliquée à tout procédé dans lequel la feuille est étirée à partir d'un bain de verre fondu. Toutefois, dans ce qui suit, mais seule- ment à titre explicatif, on décrira son application au procédé Foureault
Jusqu'à ce jour, dans le fonctionnement des machines Fourcault, il avait toujours été considéré comme essentiel d'admettre de l'air à chacune des extrémités de la chambre d'étirage pour régler l'étirage. Par conséquent, on a jusqu'ici prévu, à chacune des extrémités de l'appareil, des orifices d'admission situés au ou près du niveau des refroidisseurs, ainsinqu'au-dessus des refroidisseurs,
aux deux extrémités de la chambre d'étirageo On permettait une entrée d'air par ces orifices prévus aux deux extrémités de façon à assurer un étirage convenable de la feuille de verre. Toutefois, on a découvert qu'il est possible, en obturant une des extrémités de la chambre de façon à empêcher la pénétration d'une quanti- té appréoiable d',air susceptible d'entier en contact avec le ménisque et en maintenant ouverts un ou plusieurs des orifices d'entrée d'air de l'autre coté du puits ou fosse d'étirage, de créer au ou près du ménisque un courant d'air dirigé transver- salement à la feuille montante de verre et dans le même sens de part et d'autre de cette feuille, lequel courant diminue efficacement les ondulations de la feuille montante de verre.
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Au moment où les courants d'air sont sur le point d'atteindre l'extrémité fermée de la chambre d'étirage, ilsévient vers le haut le long du bord de la feuille et pénètrent alors dans la chambre de recuisson. L'ondulation caractéristique de la feuile montante de verre est repoussée jusqu'en un point voisin du bord de cet',e feuille, de sorte qu'une très grande portion de la feuille entière est relativement exempte des ondulations nuisibles.
Lorsque l'air qui pénètre normalement dans la chambre d'étirage est intercepté comme il a été décrit précédemment, l'étirage de la feuille de verre est susceptible d'être influencé de façon préjudiciable en ce sens que le bord voisin de l'extrémité fermée se meut vers l'intérieur de la chambre ou n'est pas régulier, c'est à dire qu'il "serpente"o Ceci est particulièrement le cas lorsqu'il n'est pas prévu de dispositif servant à maintenir le bord. Par conséquent, suivant l'invention, on se propose de prévoir un dispositif servant à maintenir le bord adjacent à l'extrémité fermée de la chambre d'étirage, de façon à maintenir la feuille en largeur. Ce dispositif peut consister en des refroidisseurs ou des rouleaux de bord ou en l'un quelconque des autres dispositifs bien connus.
Sur les dessins annexés, on a représenté, uniquement, à titre explicatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, étant bien entendu toutefois que l'invention n'est pas limitée à la construction particulière représentée sur ces dessins, étant donné qu'elle est susceptible d'être réalisée de nombreuses autres manières différentes et appliquée à de nombreux types d'appareils différents.
Sur ces dessins :
Figure I est une coupe longitudinale d'une chambre d'étirage.
Figure 2 en est une coupe transversale.
Figure 3 est une vue en élévation montrant l'ex-
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trémité fermée de cette chambre.
Figure 4 montre le détail du couvercle représenté sur la figure 3 à travers lequel passent les tuyaux d'arrivée et de départ d'eau des refroidisseurs et qui présente l'orifi- ce d'admission d'airo
Figure 5 est un détail du refroisisseur de la figure 1
Comme représenté sur ces dessins, le verre fondu G est amené à la chambre d'étirage 2 par un canal 3 qui est re- lié de la manière habituelle au bassin de fusion. En passant du canal 3 dans la chambre d'étirage 2, le verre fondu passe au-dessous du mur d'autel 4 constituant une des parois de la ohambre d'étirage. Le verre fondu que contient la chambre d'é- tirage monte à l'intérieur d'une fente ou rainure longitudinale
5 d'une débiteuse 6 occupant presque toute la longueur de la chambre.
La feuille de verre étirée de bas en haut à travers la fente 5 passe en regard de deux refroidisseurs à eau prin- cipaux 7 prévus de part et d'autre de cette feuille et placés tous deux à une distance relativement faible au-dessus de la débiteuse. L'arrivée et le départ de l'eau alimentant ces re- froidisseurs sont effectués à l'aide de tuyaux 8 traversant des ouvertures 9 ménagées dans les parois extrêmes de la cham- bre. La feuille de verre continue son mouvement ascendant dans la chambre d'étirage 2 en regard de refroidisseurs à eau auxiliaires 10 qui dont également pourvus de tuyaux d'arrivée et de départ d'eau II, ceux-ci passant aussi à travers des ouvertures 9 des parois extrêmes de la chambre.
La feuille continue alors son mouvement d'élévation à l'intérieur de la chambre en passant en regard de blocs 12 dits "blocs 49" et pénètre dans une chambre de recuisson 13 qui- est pourvue d'une série de paires de rouleaux 14 servant à entrainer la feuille verticalement à l'intérieur de cette chambre.
L'ouverture inférieure 9 située à droite de la cham- bre d'étirage (enregardant la figure 1) est normalement pour- vue d'un couvercle 16 en matière réfravtaire, ce couvercle
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étant placé dans la section, à pans inclines indiquée par 17 de la paroi latérale. Ce couvercle 16 présente des ouvertures 18 pour le passage des tuyaux à eau destinés aux refroidis- seurs auxiliaires, et des ouvertures 19 pour le passage des tuyaux à eau destinés aux refroidisseurs principaux. En outre, il présente une ouverture centrale 20 recouverte d'un regard en verre 21 permettant d'observer l'intérieur de la chambre.
Cette fenêtre est maintenue fermée de façon que l'air ne puisse pas pénétrer danscette extrémité de la chambre d'étirage, qui est celle appelée "extrémité fermée".
L'extrémité opposée ou ouverte de la chambre d'étirage est munie d'un couvercle 22 permettant d'obturer partiel- lement l'ouverture inférieure 9 ménagée de ce côté de la chambreo Ce couvercle est monté dans la section à pans inclinés 23 de la paroi latérale et présente des ouvertures 24 et 25 pour le passage des tuyaux destinés aux refroidisseurs auxiliaires et principaux, respectivement. Un orifice d'admission central 26 est prévu dans ce couvercle pour l'admission d'air ou autre agent gazeux dans la chambre d'étirage. Un registre 27 peut être prévu pour coopérer avec cette ouverture pour régler la quantité d'air pénétrant dans la chambre d'étirage par ladite ouverture.
Une ouverture 28 est normalement prévue à l'extrémité dite "fermée" du puits pour permettre à l'air de pénétrer à la base de la chambre de recuisson. Cette ouverture 28 prévue à 1 extrémité fermée de la chambre d'étirage est de préférence fermée de façon que le gaz n'ait pas la possibilité de pénétrer de ce côté dans la chambre d'étirage, un couvercle 29 muni d'un regard 30 étant prévu à cet effet.
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\.)11-.) cuver !7ure emalogue 31 est pré vue à l'extrémité ouverte et dépourche à la partie inférieure de la chambre de recui,sson.
Cette ouverture est, munie d'un couvercle 32 présentant une ouverture 33 qui est munie d'un registre réglable 34 permet- tant de règler la quantité de gaz qui peut pénétrer dans la
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partie inférieure de la chambre de recuisson sur ce coté de l' l'appareil.
Comme on l'a dit précédemment, conformément à cette invention, l'ouverture 26 et, par instants, l'ouverture 31 sont règlées de façon à permettre la pénétration de la quan- tité convenable d'air dans la chambre d'étirage à l'extrémi- té ouverte de cette chambre ; et l'ouverture inférieure nor- malement prévue à l'autre extrémité du puits est complètement fermée, l'ouverture supérieure de cette autre extrémité étant aussi de préférence fermée de façon à empêcher toute péné- tration de gaz dans la chambre par cette extrémité.
Grâce à cette disposition, le courant de gaz est règlé dans la cham- bre de façon à assurer le passage d'un courant d'air de même sens de part et d'autre de la feuille montante de verre et le long du ménisque, d'un des bords de la feuille sensi- blement à l'autre bord de cette feuille. On peut règler la quantité d'air admise à la chambre d'étirage par son extrémi- té ouverte de façon à créer le long du ménisque le courant qui convient pour toute condition de travail donnée. Comme on l'a dit plus haut, lorsque ce procédé consistant à fermer une des extrémités de la chambre et à maintenir l'autre ex- trémité ouverte est appliaué, l'ondulation caractéristique du verre étiré ordinaire est notablement diminuée.
Une cornière 35 est normalement prévue de part et . d'autre de la feuille montante de verre, immédiatement au- dessus des blocs 12. Ces cornières reposent normalement sur les bloos 12 et font saillie, à partir de ces blocs vers la feuille montante de façon à diminuer encore la section ména- gée entre les faces opposées desdeux blocs. En temps normale ces cornières sont parallèles sur toute leur longueur dans la direotion longitudinale de la chambre d'étirage. On a tou- tefois découvert qu'on peut obtenir des résultats sensible- ment améliorés en règlant ces cornières de façon que la dis- tance qui les sépare soit plus petite à l'extrémité ouverte qu'à 1 l'extrémité fermée de la chambre.
Par exemple, on a trou-
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vé qu'un espacementde 2,5cm environ à l'extrémité ouverte et un. espacement de 10 cm environ à l'extrémité fermée donnent les résultats satisfaisants. Le large espacement prévu à l'extraite fermée de la chambre permet au gaz, après son mouvement transversal décrit, de pénétrer dans la chambre de recuisson sans occasionner un courant de gaz nuisible prèsdu bord de la feuille,
Lorsque ce courant transversal est produité de la manière décrite, il est;
nécessaire de prévoir des moyens pour maintenir la feuille en largeur du cote de l'extrémité fermee du puits. Ceci n'est le cas que si l'on n'utilise aueun des diposi bits ordinaires de maintien du bord de la fauille, tels que des rouleaux de bord. Sur la figure 5, on a représenté un reforidisseur auxiliaire 51 qui peut être utilisé à ce effet. Ce refroidisseur est muni d'une section en U qui contonrne le bord de la feuille et est pourvu de tuyaux d'arrivée et de départ d'eau appropriés 52 tra- versant 'une des extrémités de la chambre et aboutissant à un réservoir d'eau approprié.
Il est évident pour l'homme du métier que l'appareil utilisé est; susceptible de recevoir d'autres modes de réalisation et de nombreuses modifications permettant de réaliser les avantages de l'invention. Il est toutefois essentiel qu'un courant relativement uniforme d'air ou autre fluide soit prévu au ménisque, ¯ne courant étant dirigé transversalement à la feuille montante, le long ou près du ménisque et dans le même sens de part et d'autre de la feuille