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Procédé et appareil perfectionné pour la fabrication d'objets en verre creux et scellés.
La présente invention est relative à des perfection- nements apportés aux procédés et appareils destinés à la pro- duction commerciale d'objets en verre creux scellés, comme par exemple, les blocs de construction, les panneaux de doubles fenêtres, et autres articles analogues.
Jusqu'à présent, les articles en verre creux, et en particulier les.blocs,ont généralement été établis en formant des parties complémentaires, comme par exemple deux moitiés, présentant des ailes périphériques dont les portions de contact étaient chauffées jusqu'à la température de fusion, et pressées l'une contre Vautre pour former un bloc creux, ou bien encore les parties complémentaires étaient cimentées ou soudées ensem- ble.
Ces procédés prêtent à différentes critiques, visant en
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particulier la création d'une pression trop élevée ou trop basse dans le bloc, la condensation d'humidité à l'intérieur du bloc, la détérioration des surfaces de verre à l'intérieur du bloc, due à la corrosion de ces surfaces par le ou les gaz occlus dans le bloc lorsque celui-ci est scellé,les pertes importantes par déchets provoquées par des cassures dans la zo- ne de jonction des deux parties sous l'effet de l'expansion des gaz enfermés dans les blocs durant leur scellement, et les difficultés de production rapide d'articles d'une haute qua- lité uniforme.
L'objet général de la présente invention est de sur- monter les difficultés ci-dessus énumérées, et d'autres dif- ficultés encore des types connus d'objets en verre creux, en particulier des blocs de construction.
Le procédé et l'appareil faisant l'objet de la pré- sente invention permettent de produire un élément de construc- tion en verre creux dont l'intérieur est rempli d'un gaz non aqueux possédant une capacité thermique moléculaire non infé- rieure à huit environ, ce gaz ne se condensant pas à l'intérieur du bloc à une température supérieure à environ moins 25 C, ce gaz se trouvant à une pression inférieure à une pression absolue désirée. Le gaz est introduit dans l'élément de verre creux au cours de la fabrication de celui-ci. Généralement, les parties de verre complémentaires qui sont destinées à être assemblées pour former un élément creux sont tout d'abord conformées par exemple par pression. Certaines portions de ces parties sont alors chauffées de manière à les ramollir, et elles sont alors assemblées pour former un élément creux.
Après avoir chauffé les parties qui sont destinées à être réu- nies, et avant de les presser pour les assembler, la quantité désirée de gaz est introduite entre ces parties. Ceci peut être effectué en utilisant un appareil d'assemblage automati- que, et en plaçant l'appreil tout entier dans une enceinte
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appropriée qui est remplie du gaz, puis en introduisant les parties de verre dans l'enceinte et en éloignant les articles terminés hors de cette enceinte au moyen d'un mécanisme auto- matique, et par l'intermédiaire d'ouvertures convenablement commandées.
Au lieu d'enfermer l'appareil tout entier dans une enceinte, le gaz peut être amené entre les parties,antérieure- ment à leur jonction, en plaçant un écran autour de ces par- ties, puis en faisant arriver le gaz dans l'écran, en une quan- tité telle que quand les parties sont assemblées, la quantité désirée de gaz est enfermée dans les articles. Le mode préféré d'introduction du gaz à l'intérieur des éléments creux consis- te à l'amener sous forme solide ou liquide entre les parties, après le chauffage et antérieurement à l'assemblage de celles- ci.
Une quantité désirée de gaz, sous forme solide ou liquide, peut être placée dans la partie inférieure des deux moitiés complémentaires, dont la chaleur volatilise rapidement le li- quide ou le solide qui, sous forme gazeuse, introduit une quan. tité subtantielle de gaz à l'intérieur des parties, et souvent balaye et élimine tous les autres gaz, et l'humidité. En con- trôlant le temps qui s'écoule entre le dép8t de la matière soli- de ou liquide dans la partie inférieure, et l'instant de l'as- semblage fimal des parties, il est possible de contrôler la pression du gaz à l'intérieur de l'élément terminé.
En amenant les parties complémentaires à proximité immédiate l'une de l'autre antérieurement à leur assemblage, les gaz et vapeurs autres que le gaz particulier désiré sont entraînés dans une importante proportion jusqu'à l'extérieur de l'article.
Un< appareil pour la mise en pratique du procédé, et pour la production d'éléments de construction du genre décrit comprend des moyens pour supporter des parties de verre complé- mentaires devant être assemblées, des moyens pour chauffer les
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portions de ces parties à assembler, des moyens pour faire arriver un gaz de nature désirée entre les parties, et des moyens pour presser l'une contre l'autre les portions @hauf- fées des dites parties, de manière à former un élément de cons- truction en verre creux, ces derniers moyens fonctionnant sous un réglage prédéterminé quand les parties se trouvent très voisines l'une de l'autre, grâce à quoi la quantité désirée de gaz est emprisonnée à l'intérieur de l'élément.
L'appareil comprend de préférence des moyens pour introduire une quantité désirée de gaz sous forme liquide ou solide dans la partie inférieure des deux moitiés complémentaires de l'article en verre,et comprend de préférence un écran calorifuge destiné à environner les parties à assembler et à faire arriver un gaz de la nature désirée à l'intérieur de cet écran.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue schématique en plan montrant une forme de réalisation d'un appareil construit conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe verticale passant par la ligne 2-2 de la figure 1, et montrant certains détails de l'appareil.
La figure 3 est une vue en coupe verticale du méca- nisme d'introduction du gaz à l'état solide.
La figure 4 est une vue analogue à la figure 3 , montrant l'appareil permettant l'introduction du gaz sous forme liquide jusque dans les parties complémentaires à assena bler.
La figure 5 est un gra#ique montrant les propriétés de gaz susceptibles d'être utilisés dans la mise en pràtique de l'invention.
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L'invention permet de produire des articles en verre creux scellés, et des articles comprenant des parois de verre, indépendamment des dimensions, du poids, de la forme et de la destination des articles particuliers fabriqués. Toutefois, l'invention est spécialement applicable à la production de blocs de construction en verre creux scellés, et c'est pourquoi la dite invention sera décrite et représentée dans cetteapplica- tion.
Le procédé peut être mis en pratique à l'aide d'ap- pareils de types différents, comme par exemple un simple ap- pareil à main, ou des machines automatiques du type à tourelle.
L'appareil représenté dans les dessins comprend une base 14 comportant une colonne 16 fixée au centre de celle-ci, et sup- portant des tables 18, 20, et 22. Une pluralité de paires d'or- ganes porte-ouvrage 12 est montée sur le coté inférieur de la table 18 et le coté supérieur de la table 20, comme on l'a en particulier représenté dans la figure 2, ces organes étant susceptibles de recevoir de façon libérable les parties de verre G et G' destinées à être assemblées pour former un bloc creux scellé.
Les organes 12 peuvent être de tout genre désiré, par exemple du type mécanique, mais ils sont de préférence du type pneumatique à succion, et conportent des conduits de commande 24, Les organes 12 de la table 20 ont simplement à supporter la pare tie de verre G en alignement convenable, attendu que cette par- tie G est maintenue en position par gravité, et qu'en conséquen- ce les dits organes n'ont pas à saisir positivement cette partie de verre G.
Les différentes paires d'organes 12 sont convenablement au nombre de deux, comme on l'a représenté, et elles sont pla- cées à la même distance de la colonne 16, si bien qu'un brûleur 30 monté tournant sur la colonne, par l'intermédiaire d'un col- lier 34, peut être déplacé pers et depuis sa position opérante
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par rapport à l'une quelconque des paires d'organes 12 porte- ouvrage. Le brûleur 30 peut être de tout type désiré, électri- que ou d'une autre nature, mais il est convenablement consti- tué par un brûleur à gaz susceptible de brûler un mélange de gaz et d'air ou d'oxygène, ce brûleur comportant des orifices qui peuvent être mis en alignement avec les bords des parties de verre G et G', pour chauffer ceux-ci à la température de fusion, comme on l'a représenté sur le coté droit, de la figure 2.
Le brûleur 30 est relié par un conduit 35 au collier 34, et par l'intermédiaire de celui-ci à un conduit d'alimentation 37 comportant un robinet de commande 39. La colonne 16 est percée de manière à permettre le mouvement d@oscillation du conduit. 37, au cours du déplacement du brûleur 30 entre les deux paires d'organes 12 porte-ouvrage.
Un écran isolant ou calorifuge est placé autour de chaque jeu de parties en verre, durant l'opération de jonction, écran grâce auquel les parties peuvent être maintenues à toute température d'assemblage désirée. Ces écrans peuvent recevoir beaucoup de formes, mais un type convenable d'écran est repré- senté dans le figure 2 des dessins. Celui-ci comprend une cer- taine longueur 38 de paroi en matière isolante, de toute aec- tion désirée, par exemple de section carrée, cet écran étant monté pour pouvoir coulisser dans une ouverture correspondante de la table 20, le dit écran comportant encore une portion 40 complémentaire relativement courte, fixée à la face inférieure de le table 18.
Normalement, chaque écran 36 se trouve à la po- sition inféieure ou de retrait indiquée à la droite de la figu- re 2, pendant le chauffage des parties de verre G et G' par le brûleur 30, mais ces écrans sont susceptibles d'être soulevés pour occuper la position indiquée à la gauche de la figure 2, immédiatement après que les parties de verre ont été chauffées, et que le brûleur a été écarté. L'élévation de l'écran 38 pour
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environner les parties de verre peut être obtenue au moyen de moteurs 42 à pression de fluide, montés sur la face inférieure de la table inférieure 22, et comprenant des tiges mobiles 44 qui traversent la table 22 et viennent en engagement avec la base de l'écran 38.
Quoique l'écran calorifuge ait été représenta remplis- sant la fonction de maintenir les parties de verre à une tempé- rature désirée, et de s'opposer aux pertes de chaleur jusqu'à ce que ces parties soient réunies, il a encore pour fonction additionnelle de donner naissance à une éspace clos autour des parties de verre, immédiatement après le chauffage, de sorte que du gaz de la nature désirée peut passer dans l'écran, pour le remplir ainsi que l'espace existant entre les parties de verre, au moyen d'un gaz présentant les caractéristiques dési- rées. Aonsi, quand les parties de verre sont scellées, ce gaz est occlus en quantités désirées à l'intérieur du copps creux produit.
A cet effet, on prévoit au bord supérieur de l'écran calorifuge 38, un conduit 48 présentant des orifices latéraux qui sont dirigés vers l'intérieur de l'écran.Des orifices d'évacuation 50 sont prévus dans la table 18, pour permettre la sortie contrôlée des gaz enfermés dans l'écran. Le gaz qui est introduit à l'intérieur de l'écran calorifuge, au cours de 1'assemblage des parties de verre, peut être du type de celui spécifiquement indiqué plus loin. Toutefois, l'invention cou- vre également le chauffage préalable du gaz pratiquement à la température des parties de verre antérieurement à Son intro- duction dans l'écran, de façon que l'expansion du gaz après le scellement soit supprimée dans une très large mesure, et que toute la vapeur d'eau puisse être écartée du gaz.
Beaucoup des avantages assurés gra8e à l'invention sont conservés en accom- plissant les opérations de pré-chauffage et/ou d'élimination de l'humidité hors du gaz même si d'autres gaz que ceux spéoi-
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fiquement désignes sont utilisés. Par exemple, de l'air seul exempt d'eau peut être utilisé comme gaz.
Afin d'assurer l'arrivée du gaz jusqu'au conduit 48, on relie un conduit flexible 62, par l'intermédiaire du conduit 60, à un panneau de commande 54 monté sur la base 14, et por- tant un robinet 56 convenablement marqué, destiné à commandér l'arrivée de gaz dans les conduits 60, 62 et 48. Le panneau de commande 54 porte encore d'autres robinets 56 convenablement identifiés,commandant l'arrivée de fluide sous pression jusqu' au conduit 64 relié aux moteurs à pression de fluide 42, pour soulever et abaisser l'écran 38.
Quoiqu'on ait indiqué ci-dessus que les organes in- férieurs 12 de chaque paire d'organes porte-ouvrage soient placés sur la table 20, chaque organe inférieur est effective- ment porté par une partie mobile 21 de cette table, entièrement environnée par l'écran 38 calorifuge. La partie 21 est suscep- tible de recevoir un mouvement vertical contrôlé, pour amener la pièce inférieure de verre G' depuis la position de chauffage indiquée à la droite de la figure 2 jusqu'à la position d'assem blage indiquée à la gauche de cette figure. La partie 21 de la table et l'organe inférieur 12 peuvent être déplacés vertica- lemen au moyen d'un moteur 68 à pression de fluide monté sur la face inférieure de la table 22, et comprenant une tige de Piston 70 fixée à la face inférieure de la pattie 21.
Des con- duits 72 reliés au moteur 68 à pression de fluide s'étendent jusqu'au panneau de commande 54, qui porte encore des robinets 56 identifiés destinés à permettre l'arrivée du fluide sous pression jusqu'au moteur 68.
Les parties de verre complémentaires, après qu'elles ont été chauffées, sont amenées à proximité immédiate l'une de l'autre, et à cette position un temps d'arrêt d'une durée pré- déterminée est respecté avant de presser les parties l'une
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contre 1'autre. Une paire de moteurs à air comprimé peut être utilisée pour contr8ler le mouvement de l'organe inférieur 12, de manière à obtenir cet arrêt ou retard prédéterminé, l'un des moteurs fonctionnant de manière à élever la partie G' in- férieure jusqu'à une certaine distance de la partie supérieure, et le second moteur agissant après un intervalle de temps pré- déterminer pour presser les parties de verre l'une contre l'autre.
Toutefois, dans la forme de réalisation de l'invention représentée, on obtient sensiblement le même résultat au moyen d'un unique moteur 68 à fluide sous pression, en utilisant des orifices de commande.En fait, la paroi du cylindre appartenant au moteur à fluide comprimé 68 présentedes'orifices 76, et un orifice 78, obturé de manière réglable par une vis 80,est prévu dans la table 22.
Grâce à cette disposition des organes, le moteur 68 à fluide sous pression, quand il est mis en action par l'in- termédiaire du conduit 72, soulève son piston ainsi que lor- gane inférieur 12 pour amener la partie de verre G' jusqu'à une certaine distance de la partie de verre G. L'air s'échappe du cylindre du moteur par l'intermédiaire des orifices 76, pour permettre le mouvement de la tige de piston 70 de la manière que l'on vient d'indiquer. Une fois que le piston du moteur à air a masqué les orifices 76, au cours de son déplacement vers le haut, l'air enfermé entre le piston et l'extrémité supérieure du cylindre du moteur à air retarde la poursuite du mouvement vers le haut de la partie inférieure de verre G'.
Toutefois, l'air enfermé peut s'échapper par le conduit 78, en une quantité déterminée par le réglage de la vis 80, si bien qu'après un retard prédéterminé les parties de verre sont pressées ensemble et soudées comme on l'a montré à la gauche de la figure 2. En fait,la partie de verre G'est déplacée relativement vite jusqu'à une position voisine de la partie de verre G, et elle est
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ensuite déplacée relativement lentement jusqu'à sa position finale de jonction avec la partie de verre G.
Le fonctionnement de l'appareil que l'on vient de décrire est évident en considérant la description précédente.
Toutefois, on résumera brièvement ce fonctionnement. Une paire de parties de verre complémentaires sont mises en place dans les organes 12, à la droite de la figure 2. Le brûleur 30 est alors conduit en position entre ces parties de verre, et les ailes des dites parties sont portées à une température à laquelle elles sont fortement ramollies. Le brûleur 30 est alors écarté, et l'é@ran 38 est soulevé, pour environner les .parties de verre. Du gaz est introduit à l'intérieur de l'écran 38 au moyen des conduits 60,62 et 48, en quantités prédéter- minées, ce gaz présentant les caractéristiques désirées. L'air ou autre gaz enfermé dans l'écran est évacué par l'intermédiai- re des orifices 50, de sorte que cet écran peut être rempli du gaz désiré.
Le moteur 68 à fluide sous pression est alors mis en action de manière à conduire la partie de verre inférieure G' Vers le haut, jusqu'à proximité étroite de la partie de verre G, et après un arrêt prédéterminé, contr8lé par la vis 80, les parties de verre sont pressées l'une contre l'autre et assem@ blées de manière à former un corps creux scellé.
On comprendra que quand une paire de parties de verre est chauffée d'un coté de l'appareil suivant figure 2, une autre paire de parties de verre qui ont été chauffées est en cours de scellement, de l'autre côté de cet appareil. Dès qu'une paire de parties de verre a été scellée, l'écran calorifuge 38 et l'organe inférieur 12 sont déplacés vers le bas, et le bloc creux scellé est retiré de l'organe supérieur 12, en interrom- pant la succion dans le conduit 24. Une autre paire de parties de verre est alors immédiatement introduite dans les organes 12, et le brûleur 30 est conduit jusqu'en position de chauffage,
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entre celles-ci. Il est donc évident que le fonctionnement pour- ra se poursuivre en continu, pour permettre de produire rapi- dement et efficacement des objets de verre creux scellés de la nature désirée.
Pendant l'opération de jonction, quand le moteur à fluide sous pression 68 est eoxcité pour soulever la partie in- férieure de verre G' jusqu'à proximité immédiate de la partie de verre G, les dites parties sont maintenues pendant une pério- de de temps prédéterminée sans toutefois être assemblées, de sorte qu'une quantité désirée de gaz peut être enfermée entre ces parties,lorsqu'elles sont appliquées l'une contre l'autre, après cet arrêt. Si les parties sont pressées immédiatement l'une contre l'autre, le gaz occlus dans celles-ci peut se trouver sous une pression plus forte que celle qu'on désire obtenir dans le bloc terminé.
Si, d'une autre côté, le retard est prolongé pour permettre au gaz qui se trouve entre les deux parties trèsVoisines et à haute température de se dilater com- plètement et de se raréfier, la pression de gaz à l'intérieur du bloc terminé peut être inférieure à celle qu'on voulait obtenir. Ainsi, en contr8lant la durée du retard, il est possi- ble de réaliser un@ élément de construction en verre creux, dont la pression interne'sera la plus convenable en ce qui con- cerne les usages auxquels l'article peut être destiné. Ceci présente d'autres avantages; comme par exemple la possibilité d'éliminer les ruptures qui suivent le scellement de l'objet.
En donnant à la pression qui règne dans le bloc,quand il est en usage, la valeur de la pression atmosphérique, l'épaisseur de paroi et la superficie des faces du bloc peuvent être ohoi sies pratiquement en toute liberté, sans risque d'entraîner des défauts dans les blocs, résultant de pressions négatives ou positives relativement importantes à l'intérieur du bloc.
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L'appareil que l'on vient de décrire peut être,et est de préférence placé à proximité immédiate de l'appareil desti- né à la formation des parties de verre complémentaires devant être réunies* Ainsi, les parties de verre encore chaudes,et qui viennent dêtre formées, peuvent être rapidement transpor- tées jusqu'à l'appareil d'assemblage, au moyen d'un mécanisme transporteur automatique, ou par l'opérateur, à l'aide de pin- ces ou d'une pelle. A l'appareil d'assemblage peut être égale- ment associé un dispositif destiné à recevoir les éléments creux fabriqués, et un mécanisme transporteur automatique peut être utilisé pour conduire les éléments jusqu'à ce dispositif, depuis le point de sortie de ceux-ci, ou bien l'ouvrier pourra les y transporter au moyen de pinces ou de pelle.
L'invention a été décrite en combinaison avec un écran isolant destiné à environner les parties de verre, le dit écran recevant un gaz de la nature désirée, destiné à être occlus dans les parties de verre. Un mode particulièrement avantageux d'obtenir ce résultat consiste à introduire le gaz à l'état liquide ou solide, à l'intérieur des parties de verre, avant leur assemblage, et on a prévu un appareil assurant cette fonction. Cet appareil peut être utilisé en même temps que l'écran calorifuge et son mécanisme d'arrivée de gaz associé, ou bien il pourra être employé sans l'écran, dans l'appareil que l'on décrira maintenant. De préférence toutefois le gaz est introduit sous forme liquide ou solide, à l'intérieur des par- ties de verre, en utilisant l'écran calorifuge qui supprime le mécanisme destiné à faire arriver du gaz dans l'écran.
Dans la figure 3, on a représenté un mécanisme des- tiné à introduire une quantité donnée de gaz, sous forme solide, à l'intérieur des parties de verre complémentaires devant être assemblées. On a reconnu que la dimension et la forme du bloc de gaz solide introduit étaient très importantes.
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De préférence, le gaz solide est introduit sous forme de neige ou poudre, de façon que l'importance de sa surface permette à la volatilisation du gaz de s'effectuer rapidement; Le mécanis- me représenté dans la figure 3 est susceptible de fournir du gaz solidifié sous forme d'une poudre, et comprend un cylindre fixe, de préférence calorifugé, contenant une masse 86 du gaz solidifié qui peut être introduite dans le cylindre en retirant un chapeau 88 fixé à sa partie supérieure. Un piston 90 est placé dans le cylindre 84, sur l'extrémité supérieure de la masse 86, si bien que de l'air sous pression arrivant sous le chapeau 88 par l'intermédiaire d'un conduit 92 exerce sur la masse 86 un effort continu, dirigé vers le bas.
Le cylindre 84 est pourvu d'une tubulure 94 mobile latéralement, laquelle peut être conduite à une position à laquelle elle se trouve entre les tables 18 et 20, et peut êtte éloignée de cette position, pour amener son extrémité inférieure au-dessus de la partie inférieure de verre G' et pour que,quand cette tubulure est écartée,l'écran calorifuge et les parties de verre puissent être déplacés de la manière que l'on a indiquée plus haut.
Des moyens appropriés sont prévus pour détacher une partie du gaz solidité contenu dans le cylindre, et la faire tomber par l'intermédiaire de la tubulure 94, jusque dans cha- que partie de verre G'. Ces moyens ont été représentés comme en comprenant un risque rotatif coupant 96 qui est/contact avec l'extrémité inférieure de la masse 86 et qui, par rotation, tranche une quantité prédéterminée de la masse, pour la faire tomber dans la tubulure 94. Une manivelle 98 est fixée à l'ar- bre 102 qui porte le disque 96, de sorte qu'un nombre prédéter- miné de tours de la manivelle permet de débiter la quantité désirée de gaz solidifié.
Un appareil du type représenté dans la figure 3 est supporté à chaque extrémité de la table 18, au voisinage de
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chaque paire d'organes recevant les parties de verre. On doit bien comprendre, toutefois, que d'autres mécanismes destinés à introduire du gaz solidifié à l'intérieur des parties infé- rieures de verre G' peuvent être utilisés et qu'il est également possible de faire simplement tomber à la main une quantité mesu- rée du gaz solidifié jusque dans les parties de verre.
L'appareil représenté dans la figure 4 est, de façon générale, analogue à celui montré dans la figure 3, mais il représente un mécanisme destiné à introduire du gaz sous forme liquide à l'intérieur des parties de verre, antérieurement à leur jonction. Dans le mécanisme suivant figure 4, on a désigné en 112 un réservoir contenant le gaz liquéfié, ce réservoir étant pourvu d'un conduit 114 susceptible d'être amené en posi- tion au-dessus de la partie inférieure de verre G'. Un robinet 116 monté dans ce conduit permet de contrôler l'écoulement du gaz liquéfié, et ce robinet peut être manoeuvré au moyen de la manette 118, pour régler la quantité de gaz liquéfié introduite dans la partie inférieure de verre G'.
Un réservoir 112 peut être monté au voisinage de chaque extrémité de la table 18, si bien que du gaz liquéfié peut être introduit de la manière dé- sirée juqque dans les parties inférieures de verre G'. On peut encore adopter tout autre mécanisme pour introduire le gaz liquéfié dans les parties de verre.
L'utilisation de gaz liquide et solide dont il vient d'être question présente certains avantages particuliers, et constitue une importante caractéristique de l'invention, du fait que la volatilisation rapide du liquide ou du solide balaye tout l'air, toute l'humidité, ou tous les autres gaz d'entre les parties de l'élément, immédiatement avant que ces parties soient assemblées. Cette action tend à empêcher à la fois la dégradation de la surface du verre, et son obscurcissement par condensation, quand l'élément est utilisé.
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Il est jugé préférable d'utiliser des gaz non aqueux possédant une haute capacité thermique. Dans la figure 5, on a donné un graphique indiquant les capacités thermiques moléculal@ ses res de certains gaz. Dans la figure 5,,les abscisses indiquent des degrés centigrade@ et les ordonnées des calories-gramme par C et par molécule-gramme Conformément à des données connues, 02, CO, N2, HBr, HI, HC1 et H2 ont été représentés graphique- ment comme possédant une capacité thermique moléculaire un peu inférieure à 7,à 0 C, et une capacité thermique légèrement croissante, quand la température s'élève jusqu'à 1.100 C, où la capacité thermique moléculaire est un peu supérieure à 7 1/2, L'eau, et plus particulièrement la vapeur et H2S ont été représentés graphiquement,
conformément à des données connues, comme possédant une capacité thermique moléculaire d'approxi- mativement 8 1/2 à 100 C, celle-ci augmentant progressivement jusqu'à une capacité thermique d'approximativement 10 1/3 à 1.100 C.
S'écartant nettement de la capacité thermique et de sa variation quand la température s'élève, en ce qui concer- ne l'air et la vapeur, on a tracé le comportement de certains autres gaz qui sont graphiquement identifiés par les lignes désignées en 130 et 131. Même à O C., les gaz correspondant à la ligne 130 possèdent une capacité thermique moléculaire de 7 1/2, cette capacité s'élevant àssez rapidement jusqu'à environ 12, à une température d'approximativement 1.100 C. Les gaz identifiés sur la ligne 131 présentent une capacité thermique moléculaire d'environ 8 2/3 à 0 C., cette capacité s'élevant nettement au.-dessus de 13/,à 1.100 C. Les gaz identifiés sur la ligne 13 1, et d'autres gaz de même nature, sont les mieux appropriés en ce qui concerne l'application prévue.
En parti- culier, des gaz avantageux ou intéressants du point de vue de leur capacité thermique, lorsqu'on les utilise pour remplir complètement un élément de construction creux en verre, sont
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le bioxyde de carbone, le bioxyde de soufre, le gaz ammoniac, la formaldéhyde, le disilane, le tri-fluorure de bore, le dichloréthylène, et d'autres gaz du même genre. Tout gaz possé- dant une capacité thermique moléculaire non inférieure à 8, et ne prêtant pas à objection du fait de sa nature toxique ou corrosive est satisfaisant lorsqu'il est utilisé dans les articles de verre creux du genre indiqué.
On a constaté que beaucoup des gaz dont la capacité thermique moléculaire est supérieure à 8 tombent sous la désignation de gaz polyatomiques, ce par quoi on entend) un gaz dont les molécules sont convena. de blement considérées comme se composant de plus/deux atomes.
Les gaz du genre indiqué présentent la caractéristi- que d'une chaleur spécifique élevée, qui les rend particulière- ment convenables dans les opérations de scellement de parties de verre l'une à l'autre, sans présenter de changements de volume durant le scellement ou durant la trempe des blocs ter- minés, susceptibles de les gbnfler ou déformer. Les gaz d'une capacité thermique moléculaire élevée et du genre indiqué ne se condensent pas, au-dessous de la pression atmosphérique, à des températures supérieures à environ - 25 C, ce qui corres- pond environ à la température la plus basse à laquelle les blocs qui les contiennent sont exposés en service, et en tant que gaz, ils n'exercent qu'une faible action corrosive ou au- trement nuisible sur les surfaces intérieures des éléments de verre, ou sont même inertes.
La dégradation, le blanchissement, l'écaillage et autres actions de détérioration sur les surfaces internes sont ainsi évités par l'utilisation de ces gaz,
Les gaz de haute capacité thermique moléculaire que l'on préfère sont ceux qui sont le plus aisément manipulés, les moins coûteux, et exempts de toute action corrosive ou toxique; le bioxyde de carbone est de préférence utilisé. Ce gaz est particulièrement avantageux en/raison de ses propriétés, et parce
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qu'il peut être aisément manipulé sous forme solide, afin de mettre en pratique le procédé appliqué avec l'appareil représen, té dans la figure 3.
A titre d'exemple, pour fabriquer un bloc de construction en verre creux présentant des dimensions exté- rieures égales à 20 x 20 x 10 cm., on place dans les deux moitiés de ce bloc, avant leur jonction, une quantité variant entre 4 et 12 gr. environ de bioxyde de carbone solide, et généralement une quantité égale à 8 gr., après quoi les deux moitiés sont assemblées, à une température effective moyenne intermédiaire entre 540 et 700 C., et généralement au voisi- nage de 610 C., en assurant un temps d'arrêt intermédiaire entre 1 et 5 sec. et généralement égal à environ 3 sec., pour obtenir un élément terminé dans lequel règne une pressio@ in- terne absolue égale à environ 690 mm. de mercure, à 21 C.
Certains autres des gaz présentant une capacité thermique molé culaire élevée se prêtent particulièrement bien à la manipula- tion sous la forme liquide, en utilisant l'appareil représenté dans la figure 4, ou bien les gaz pourront être utilisés à l'état gazeux, en faisant usage du conduit 48 appartenant à l'écran calorifuge 38.
On doit également noter que la conductibilité thermi- que des gaz utilisés est relativement faible, ce qui est égale- ment important pour la raison que, plus la conductibilité ther- mique des gaz est faible, meilleures sont leurs caractéristi- ques calorifuges. A 0 C., les gaz suivants présentent la con- ductibilité thermique suivante, indiquée en Kilogramme-ergs/cm2/ seconde/ C/cm d'épaisseur.
Air 2.23
Bioxyde de carbone; le37
Gaz ammoniac 2.
Bioxyde de soufre 0,768 Monoxyde de carbone 2,15
Eau 2,17
Au lieu d'introduire un gaz unique, beaucoup des avantages de l'invention sont conservés en introduisant un
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mélange de gaz du genre spécifié plus haut. De même, des ma- tières solides ou liquides peuvent être introduites dans les parties de verre avant leur assemblage, ces matières se décom- posant sous l'action de la chaleur pour dégager des gaz, ou des mélanges de gaz du genre désiré. Comme exemples de telles ma- tières, on pourra indiquer le carbamate d'ammonium, le chlorure de nitrosyle et les alkyl-amines.
C'est ainsi que le carbamate d'ammonium se décompose sous l'action de la chaleur pour former deux molécules d'ammoniac et deux molécules de bioxyde de car- bone, cette décomposition étant accompagnée d'une expansion considérable et de la formation d'un mélange de gaz de forte capacité thermique. La décomposition de la matière et l'expan- sion des gaz balaye les gaz indésirables et la vapeur d'eau hors de l'intérieur des parties de verre, comme on le compren- dra aisément.
Ce balayage de tous les gaz indésirables et de la vapeur d'eau hors de l'intérieur des parties de verre, immé- diatement avant leur jonction, par utilisation d'un gaz solide ou liquide se volatilisant rapidement, et déposé dans les par- ties de verre, constitue une partie importante de l'invention, et l'on doit bien comprendre que cette caractéristique peut être utilisée en combinaison avec des gaz autres que ceux de haute capacité thermique moléculaire, comme par exemple, l'oxy- gène, l'azote ou l'air liquide. En effet, le balayage de toute l'humidité,des produits de combustion et d'autres gaz, et le remplissage des parties de verre par de l'azote assurera seul l'obtention d'un élément de verre terminé non soumis à des dégradations ou condensations sur sa surface intérieure.
Dans toute la description, les objets de verre creux sont désignés et définis comme étant remplis de certains gaz.
Par cette expression " remplis" on entend que l'élément con- tient une quantité suffisante de gaz pour assurer le résultat indiqué dans la description,indépendamment de la pression du gaz,
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ou des pressions partielles d'un mélange de gaz. Comme limite inférieure, on indiquera que plus de 10 % de la capacité de l'objet devront être occupés par certains gaz, et généralement le pourcentage sera beaucoup plus fort; il approchera souvent de 100 %,
On comprendra que les expressions gaz " liquide" ou gaz " solide" utilisées dans la description se rapportent à des matières qui sont normalement gazeuses à des températures supérieures à environ - 25 C., et à la pression atmosphérique, mais qui sont utilisées sous forme liquide ou solide, dans la pratique de l'invention.
L'utilisation de matières normalement gazeuses,.. sous forme liquide ou solide, sera bien comprise en donnant l'exemple du CO2 solide, ou neige carbonique.