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Dispositif d'homogénéisation de la température d'une matière visqueuse dans un avant-creuset ou appareil analogue.
La présente invention est, relative d'une manière générale à des perfectionnements aux appareils d'homogénéisation et d'égalisation de la température du verre fondu dans un avant- oreuset et dans les applioations analogues,
La présente invention est relative plus particulièrement à des perfectionnements aux'moyens qui servent à agir sur le verre fondu dans un avant-oreuset ou un autre dispositif dans lequel on fait circuler du verre fondu, dans le but de donner ce verre qui s'y trouve une température homogène et uniforme*
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au moins dans la partie de 1'avant-creuset dans laquelle on retire ou on puise le verre fonda., par exemple sous la forme de quantités ou charges séparées destinées à être transformées en objets en verre.
Le verre fondu qui se trouve dans un avant-oreuset a tendance à prendre une température qui n'est pas uniforme et à ne pas être homogène. Les parties d'un tel courant ou d'une telle masse de verre les plus voisines du fond et des parois latérales de l'avant-creuset tendent à être plus froides et plus visqueuses que le reste du courant ou de la masse de verre. Le verre plus chaud et moins visqueux s'éooule plus ra- pidement que les parties périphériques, plus froides et plus visqueuses, de l'ensemble du courant ou de la masse de verre qui se trouve dans un conduit formé par ce dernier.
D'autres facteurs peuvent provoquer des différentences de température et de viscosité entre les différentes portions longitudinales ou filets élémentaires de l'ensemble du courant ou de la masse de verre qui se trouve dans l'avant-creuset. Une partie du verre qui se trouve dans l'avant-oreuset peut être contaminée par de l'argile enlevée par érosion et entraînement par le li- quide sur les parois de l'avant-oreuset. Les différentes par- ties longitudinales du courant ou de la masse de verre peuvent avoir des compositions différentes.
Des traînées longitudi- nales ou de minces filets de verre contaminé ou de verre d'une composition différente de celle de la masse de verre voisine, ou de constituants du verre mal fondus ou d'autres matières étrangères imparfaitement fondues, tendent à persister dans le courant ou la masse de verre, au point de se trouver inclus dans les masses ou charges séparées de verre puisées ou. reti- rées d'une autre manière dans la partie de la masse de verre contenue dans 1'avant-creuset où se fait le débit de ce verre.
Par conséquent, les masses ou charges de verre obtenues sont défectueuses, et les objets en verre fabriqués à t'aida de
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ces masses ou charges sont alors également défectueux et peuvent être impropres à l'usage envisagé. Ces raies longitudi- nales ou filets fins de verre contaminé par les matières ré- fraotaires, ou de n'importe quelle autre composition diffé- rente d celle du verre voisina constituent des oordons ou des stries dans le verre.
La suppression des cordons et l'égalisation de la tempé rature à travers toute la masse de verre dans la portion dans laquelle se fait le débit du verre dans lavant-oreuset sont des problèmes qui ont longtemps retenu l'attention des spéoia- listes des appareils qui servent à débiter le verre.
De nom- - breux types d'agitateurs et autres dispositifs servant à agir sur le verre dans 1'avant-creuset ont été prévus dans le but de remédier à ces défauts, sans toutefois qu'on soit parvenu, dans la mesure où cela est connu, à y remédier d'une manière entièrement satisfaisante*
La présente invention est basée en partie sur le princi- pe selon lequel les problèmes de suppression des cordons et des stries et le problème de l'obtention d'une masse de verre à une température essentiellement uniforme dans la partie de 1'avant-creuset ou se fait le débit du verre demandent des traitements individuellement différents mais concourants,
L'un des buts de la présente invention est de parvenir à des moyens différents ayant pour effet d'appliquer au verre qui se trouve dans l'avant-creuset des traitements spéoi- fiquenent différents et convenant respectivement d'une façon tou- te particulière à la suppression des différents défauts obser- vés et à une aotion concourante en vue d'obtenir sensiblement une solution homogène et une température uniforme dans toute la masse. de verre contenue dans 1'avant-creuset dans laquelle on puise le verre sous la forme de oharges ou dans laquelle on le retire d'une autre manière.
La présente invention oomporte l'utilisation de moyens d'agitation et de propulsion du verre à l'intérieur de la
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masse de verre dans une partie de cette dernière et de l'avant- oreuset qui est relativement éloignée du point où se fait le prélèvement ou le retrait du verre, en vue de supprimer les cordons ou stries dans ce verre à l'instant où le verre arrive en ce point, ainsi que d'autres moyens d'agitation et de pro- pulsion du verre destinés à agir sur le verre voisin du point où se fait le prélèvement ou le retrait du verre, en vued'ob- tenir d'une manière certaine l'uniformité de la température du verre, alors sensiblement exempt de oordons et de stries, qui arrive en ce point. ;
Un autre but de la présente invention est de parvenir à un agencement efficace des moyens d'agitation et de propul- sion du verre pour la suppression des cordons ou stries dans le verre et d'autres moyens d'agitation et de propulsion; du verre en vue de mélanger les différentes portions ou parties du courant ou de la masse de verre dans toute l'étendue de sa section transversale, de manière à parvenir à une température sensiblement uniforme pour ce verre.
Un autre but de la présente invention est de parvenir à un agencement nouveau et efficace d'organes très efficaces d'agitation et de propulsion du verre, dans chacun des deux moyens essentiellement différents qui sont conçus respecti- vement pour supprimer particulièrement les cordons ou stries et pour régulariser la température du verre sur lequel une ac- tion est exercée dans 1'avant-creuset.
D'autres buts et avantages de la présente invention vont ressortir de la desoription qui va être faite ci-après en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatifd'une forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue en plan schématique d'un avant- oreuset muni de moyens d'agitation et de propulsion du verre exécutés selon la présente invention.,
La figure 2 est une coupe verticale et longitudinale
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plus ou moins schématique, le:long de la ligne 2-2 de la figure
1.
La figure 3 est une vue en plan, à échelle plus grande, d'une partie de l'avant-creuset qui est éloignée de l'extrémité de ce dernier où se fait le débit du verre, cette figure repré- sentant les moyens utilisés pour la commande des organes d'agi- tation et de propulsion du verre qui sont placés dans cette partie de 3,'avant-creuset.
La figure 4 est une vue semblable à la figure 3, mais relative à l'extrémité de l'avant-creuset où se fait le débit du verre et à une partie voisine de cette extrémité, et aux moyens de commande des organes d'agitation et de propulsion du verre qui sont disposés dans cette partie de l'avant-creuset.
La figure 5 est une coupe verticale en travers de l'avant- creuset, sensiblement suivant la ligne 5-5 de la figure 3.
La. figure 6 est une.coupe verticale en travers de Pavant.. creuset, sensiblement suivant la ligne 6-6.de la figure 4.
La! figure 7 est une vue en plan schématique d'une partie de 1''avant-creuset et d'une paire d'organes d'agitation et de propulsion du verre placés dans cet avant-creuset, cette vue étant dans son ensemble semblable à celle d'une partie de la figure 1, mais à une échelle plus grande, et montrant en plus l'action exercée par la paire d'organes d'agitation et de pro- pulsion dU.', erre* Dans,les figures 1 et 2, un avant-creuset représenté schématiquement comprend un élément 10 formant chenal et une partie 11,dans laquelle se fait le débit du verre, à l'extrémité extérieure de la partie 10.
Ces éléments peuvent être exécutés de n'importe quelle manière connue et appropriée et en n'importe quelles matières connues et convenables, La partie 10 est exéou- tés de manière à réaliser un chenal longitudinal 12 qui peut être en communication ouverte, à son extrémité intérieure repré-
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sentée en 13, aveo l'intérieur d'une cuve de fusion du.verre, dont un fragment est représenté en 14 dans les figuresl et 2.
Le chenal 12 peut également être en communication ouverte, à son extrémité opposée ou extérieure, avec une chambre 15 dans la partie 11 de l'avant-oreuset, où se fait le débit du verre, Ainsi qu'on le voit sur les dessins la partie 11 où. se fait le débit du verre comporte un puits 16 dans son fond, ce puits étant placé de .l'un des cotés de l'axe longitudinal de l'avant- oreuset. Ce puits est muni dans son fond d'une paire d orifices voisins de sortie 17 et 18. La cuve de fusion délivre une masse ou un courant de verre fondu., désigné pans son ensemble par 19 dans la figure 2, dans l'avant-creuset de manière à en remplir le chenal 12 et la chambre 15 de débit jusqu'à un niveau fixé d'avance dans cette dernière.
Le puits 16 et les orifices 17 et 18 sont continuellement submergés par le verre de cette Liasse ne ou de ce courant. Ce dispositif de sortie/doitêtre considéré que comme un exemple de réalisation choisi, parmi des réalisations variées et connues de dispositifs d'écoulement et d'alimen- tation qui peuvent être prévus. Par l'utilisation par exemple de moules ou récipients de prélèvement à suooion qui ne sont pas représentés, on peut obtenir de recueillir du verre de la surface de la portion contenue dans la chambre 15, à un emplaoe- ment fixé d'avance dans cette dernière$ du courant ou de la masse d'alimentation.
La construction particulière de ]la partie d'extrémité et de débit de l'avant-oreuset en vue de son adapta- tion, d'une manière connue, à la délivrance, par les orifices de sortie du fond, ou à la délivrance par succion, ne fait pas partie, en elle-même, de l'objet de la présente invention.
La partie 10 du chenal de l'avant-creuset peut comporter un couvercle approprié prévu à cet effet et dont différentes parties sont désignées par 20 dans les figures 3 et 5, et par 21 dans les figures 4 et 6. Le chauffage ou le refroidissement ou encore le chauffage et le refroidissement du verre fondu dans l'avant-creuset peuvent être assurés de n'importe quelle manière
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appropriée et connue et à l'aide de n'importe quels moyens appropriés et connus.
Les éléments de ces moyens ou de la construction de l'avant-oreuset, sauf ceux qui seront décrits en détail plus loin, sont sans importance en ce qui concerne la présente invention; La présente invention a pour but d'exercer une action sur;le verre qui se trouve dans le chenal d'écoulement 12, de manière provoquer 1?assimilation, par la masse de verre qui les entoure, ou la réunion homogène aveo la masse de verre qui les entoure, de tous les cordons ou toutes les stries qui peuvent y exister, au moment où le verre arrive dans la chambre de,débit du verre ou chambre d'alimentation.
A cet effet, on prévoit une paire d'organes d'agitation et de pro- pulsion du verre, désignés par 22r et 221 dans les figures
1, 5 et 7, dans une partie de la section du chenal de l'avant- oreuset qui est éloignée de sa section ou partie de débit du verre (voir figure 1), Les organes 22r et 221 sont représentés particulièrement dans la figure 5 dans laquelle on peut voir qu'ils sont semblables sauf en ce qui concerne leur position dans le chenal de 1'avant-creuset.
Chacun de ces organes peut être constitué par un élément cylindrique dans son ensem- ble et placé verticalement, muni d'une aube ou d'un filet 23 en forme de spirale qui propulse le verre dans la partie de cet organe qui est' située en-dessous de la surface de la masse ou du courant 19 de verre fondu contenu dans le chenal de l'avant- creuset.
L'aube ou le filet 23 s'étend de préférence du niveau de la surface d'extrémité inférieure de l'organe 22r ou 22l, surface qui est située légèrement au-dessus du fond du chenal
12, jusque un niveau situé juste en-dessous de la surface du verre dans!le chenal de l'avant-oreuset, le pas du filet ou de l'aube étant tel qu'il fasse une révolution complète de l'or- gane entre ces deux niveaux, ou bien, autrement dit.. sur l'étendue de sa longueur entière.
L'organe 22r est placé relativement près de la paroi laté- rale de droite du chenal 12, mais hors de contact d'avec oette
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paroi, le chenal étant considéré comme étant vu à partie de l'extrémité intérieure ou extrémité où il reçoit le verre.
L'organe 221 est placé à une faible distance de l'organe 22r.
Les dimensions des organes 22r et 221 sont telles par'rapport; à la largeur du chenal d'écoulement 12 qu'il subsiste,un inter- valle plus large, désigné par 24 dans les figures 1 e 7, entre l'organe 221 et la paroi latémle de gauche du chenal d l'avant- creuset qu'en 24a entre l'organe 22r et la paroi latérale de droite du chenal de l'avant-oreuset.
Autrement dit, ne ligne tracée dans le sens de la longueur du chenal de l'avent- creuset au milieu entre les doux organes 22r et 22l se trouve décalée vers la droite de la droite qui passe aumilieu, du chenal de l'avant-creuset*
Les organes 22r et 22l peuvent être exécutés encane ma- tière réfractaire appropriée ou en n'importe quelle aatre matière résistant suffisamment à l'action du verre fondu, et à la température élevé qui règne dans l'avant-creuset, Ainsi qu'on le voit dans la figure 5, ces organes 22r et 22l s'éten- dent vers le haut à travers l'espace) situé au-dessus du verre dans le chenal de l'avant-creuset,
en passant par des oaver- tures appropriées 25 du dispositif 20 de recouvrement de l'avant- oreuset, pour pénétrer dans des mandrins ou brides 26 à l'aide desquels ces organes sont reliés pour leur fonctionnement l'extrémité inférieure d'arbres verticaux 27 rotatifs. :Les arbres rotatifs 27 peuvent être maintenus dans une position -verticale fixe par des dispositifs supérieurs et inférieurs' et de support espaoés verticalement d'une manière appropriés et res- pectivement désignés par 28 et 29.
Ces dispositifs de,support peuvent titre supportés à leur tour par une traverse supérieure 30 dont les extrémités opposées sont supportées en 31 es 32 respectivement par des montants ou poteaux 33 et 34 do sup- port. Ces derniers sont placés respectivement de l'un e de lautre côté de l'avant-creuset et peuvent être supportes à
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les côtés apposés d'une enveloppe extérieure 37 du bâti du chenal de l'avant-creuset.
Les arbres 27 portent des pignons à chatne 38 à leur extrémité Supérieure. Une chaîne sans fin 39 passe autour des pignons 38 et également autour d'un pignon de commande 40 prévu à l'extrémité supérieure d'un arbre de commande 41 qui peut passer verticalement à travers un alésage 42 prévu d'une maniè- re appropriée pour un tourillon dans le montant de support
33.
L'arbre 41 est relié, pour son fonotionnement, et à son er- trémité inférieure, comme cela est représenté en 43 dans la figure 5, à un groupe approprié 44 de réduction de la vitesse qui est réhlé à son tour pour le fonctionnement, par exemple qui exemple gné dans son ensemble par 45, à l'arbre 46 d'un moteur 47, La chaîne 39 est maintenue tendue de la manière voulue par un pi- gnon fou 46 de tension de cette chaîne, ce pignon étant porté par un bras 49 monté sur l'extrémité supérieure du support 33,
Le dispositif de commande pour les organes 22r et 22l est exécuté de façon à faire tourner ces derniers en sens con- traire des aiguilles d'une montre, comme l'indiquent les flè- ches dans! es fi gures 1, 2, 3, 5 et 7.
Ce sens de rotation est- en rapport avec les positions des deux organes dans le chenal d'écoulement et avec le sens des aubes ou filets 23 propulsant): le verre prévus sur ces organes, et il est tel que ces derniers organes qui comportent des filets à pas à gauche propulsent le verre, sur lequel ils agissent, dans le sens ascendant ainsi qu'angulairement autour de leurs axes de rotation. Les positions angulaires relatives des organes de propulsion sont de préférence telles que leurs cycles de vota- tion soient décalés de 180 l'un par rapport à l'autre dans leur phase voir figure 5).
L'action des agitateurs 22r et 22l sur le verre contenu dans le chenal d'écoulement 12 est indiquée en partie sur le
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diagramme de la figure 7. Dans cette figure, des droit es re- présentant l'écoulement du verre, espacées les unes par rap- port aux autres en travers du chenal d'écoulement), sont repré- sentées en 50 en amont de ces agitateurs. Lorsque le'verre s'ap- proohe des agitateurs, ces droites d'écoulement tendent à vi- rer vers la gauche et à converger par exemple en 51 à l'entrée de l'intervalle 24 de grande largeur compris entre 1'agita- teur 221 de gauche et la paroi latérale gauche du chenal d'é- coulement.
Toutefois, le sens de rotation de 1'agitateur de gauche est tel qu'il s'oppose à l'écoulement du verre à travers cet intervalle. Par conséquent, le courant principal est dévié vers la droite et transversalement à travers le chenald'écou- lement, comme cela est indiqué par la ligne 52. Le niveau du verre du côté amont des agitateurs est ainsi fortement relevé par rapport à celui du verre qui se trouve du côté aval, étant donné que o'est une quantité de verre plus grande qui est re- foulée en travers du chenal d'écoulement ,le long de la ligne 52 qu'il ne peut en passer vers l'avant à travers l'inter- valle 24a relativement étroit. Cela est indiqué en 53 dans la figure 2.
L'action des agitateurs et son résultat, tels qu'ils viennent d'être décrits et tels qu'ils vont ressortir de la suite de la description provoquent également du côté amont un courant tourbillonnaire remontant allant de l'agitateur de droite vers la zone désignée par 54 dans la figure 7, dans la- quelle le verre s'écoule ou circule comme cela est indiqué par la spirale 55 qui tourne dans le sens des aiguillés d'une montre. Le sens de circulation du verre dans ce tourbillon est descendant.
A partir de la base du tourbillon, le verre se déplace, comme cela est indiqué par les lignes 56 en poin- tillé, en direction de la partie inférieure de l'intervalle étroit 24a compris entre l'agitateur de droite 22r et la paroi latérale de droite du chenal d'écoulement, et le petit intervalle compris entre la face inférieure de cet agitateur
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et le fond du chenal d'écoulement.
Le sens de rotation de l'agitateur de droite est tel qu'il contribue à la circulation dans le sens avant à travers l'intervalle relativement étroit 24a, mais l'agitateur est placé assez près de la paroi de droite du chenal d'écoulement pour que la majeure partie du verre qui se déplace en direction de cet étroit intervalle soit refoulée dans le tourbillon de la zone 54, comme cela a été décrit. Une petite quantité du verre, indiquée par les lignes en pointillé 57, est transportée par l'agitateur 22r vers l'avant à travers l'intervalle étroit 24a,. Le verre porté autour de l'agitateur 22r par la rotation de ce dernier se déplace le long de lignes d'écoulement qui se divisent à l'entrée de l'intervalle oompris entre les deux agitateurs.
L'une des parties divisées de chacune de ces li- gnes d'écoulement continue à proximité de l'agitateur 22r au- tour de ce dernier, oomme oela est indiqué en 58. L'autre par- tie divisée de la ligne d'écoulement est dérivée vers la péri- phérie de l'agitateur de gauche 221, comme cela est indiqué par la flèche 59. Le verre qui passe autour de l'agitateur 22l, et qui est désigné par la ligne 60 en pointillé, est divisé d'une façon semblable du côté amont de l'intervalle compris entre ces agitateurs, l'une des parties, désignées par 61, continuant autour de l'agitateur de gauche 221 et l'autre partie,désignée par 62, traversant en direction de l'a- gitateur de droite 22r.
Ldrqque le verré se déplace autour des agitateurs, il suit un chemin ascendant hélicoïdal. On a pu déterminer expé- rimentalement que dans le fonctionnement d'un avant-oreuset dans lequel se produit un écoulement de verre comme celui qu'on obtiendrai par une extraction de 8,5 à 11,3 kilogrammes de verre à la minute et avec une vitesse de rotation d'environ 6 tours à la minute pour les agitateurs, chaque filet d'écoule- ment du verre passe autour des agitateurs au moins douze fois
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avant de trouver finalement son chemin en direction de la surface et de passer vers l'avant,comme par exemple en 63 (figure 7) en s'écartant des agitateurs. Autrement dit, chaque filet d'écoulement se divise et se subdivise dans ces condi- tions au moins 2048 fois.
Il en résulte que les cordons et autres concentrations de matières étrangères dans le verre se trouvent atténués, décomposés et étirés à un degré de finesse tel qu'ils sont facilement absorbés par le verre qui les en- vironne ou unis à ce verre d'une manière homogène.
L'action des agitateurs 22r et 221 peut être considé- rée comme un cisaillage oontinu de chaque élément d'un filet d'écoulement par les éléments qui en sont voisins, et dont l'effet est de provoquer l'arrachement des filets élémentai- res par le frottement et l'usure contre les filets voisins qui se déplacent à des vitesses différentes. D'autre part, les agitateurs ont pour effet d'augmenter la surface de chaque filet élémentaire et par conséquent le,taux de diffusion de cet élément dans ceux qui l'entourent, par le fait que chaque élément est absorbé et que sa longueur est considérablement augmentée ét son diamètre diminué.
De même, les agitateurs prennent chaque filet élémentaire, et par un effet d'étirage semblable à l'effilage d'un fil composé de filaments continue, ces agitateurs divisent et subdivisent d'une manière répétée ces filets élémentaires de manière à augmenter la surface ex- posée et à accélérer par ce moyen le processus de diffusion.
Enfin, les agitateurs agissent d'une façon positive sur tous les filets du verre contenu dans le chenal d'écoulement.
Il faut remarquer d'autre part qu'une partie du verre qui a déjà subi une action de la part des agitateurs peut passer en retour dans la zone d'influence des agitateurs en venant du côté aval de ces derniers et en circulant,nouveau avec le verre qui arrive., Ainsi que le montre la figure 7, le verre qui est du coté aval de l'intervalle large 24.tend à se diviser en filets qui sont espacés dans le sens !de la largeur du chenal d'écoulement, comme cela est indiqué par
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les lignes 64. Toutefois, il existe un tourbillon dans la zone 65 située en aval des agitateurs, comme cela est , 1)nàiqué , par la ligne en spirale 66 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre.
Une partie du verre qui a déjà oiroulé est entraînée dans ce tourbillon dans le- quel .il se produit un courant situé en-dessous de la sur- faoe'et indiqué .par la ligne en pointillé 67, qui revient en'arrière pour se joindre au courant qui passe autour de l'agitateur de gauche 22l. De même, toute quantité de verre qui est à la surface et qui tombe sous l'influence de lagitateur 221 est dirigée vers l'amont à travers l'intervalle 24, comme oela est indiqué par la ligne 68, et ensuite elle circule de nouveau sous l'action des agitateurs.
Il se produit ainsi une circulation primaire et secondaire de la masse entière du verre qui se déplace dans le ohenal de 1'avant-creuset après les agitateurs 22r et 221,
On peut obtenir de bons résultats en faisant oirou- ler le verre sur lequel agissent les agitateurs du type à vis tournante suivant des directions ayant une compo- sante descendante. On peut y parvenir d'une façon simple en prévoyant des agitateurs tournants semblables aux agitateurs rotatifs 22r et 22l, sauf que ces agitateurs comportent une aube ou un filet en hélice de sens oon- traire de celui qui a été représenté et décrit ci- dessus.
Malgré l'agitation répétée et complète oommuni-. quée au verre qui se trouve dans le ohenql d'écoule- ment, au moyen d'une paire d'agitateurs 22r et 22l, il peut être nécessaire ou avantageux de faire subit à ce verre un autre traitement semblable. Ainsi que le montre la figure 1, une paire d'agitateurs 122' et 1221 est disposée dans le chenal d'écoulement 12 à une distance
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fixée d'avance en aval des agitateurs 22r et 221.
Les agitateurs 122r et 1221 sont de préférence décalés vers le côté gauche du chenal d'écoulement. Ils tournerlt ;autour de leurs axes dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire en sens contraire du sens dans lequel i;ournent les agitateurs 22r et 22l.Ils sont munis d'aubes ou de filets à pas à droite, comme cela est indiqué en 123 pour l'agitateur 122r dans la figure 2. Plus loin encore en aval, on prévoit encore une autre paire d'agitateurs désignée par 222r et 2221. Ces derniers agitateurs sont décalés latéralement vers le côté droit du chenal d'écou- lement, ils tournent en sens contraire des aiguilles d'une montre et comportent des filets ou aubes à pas à gauche, comme cela est indiqué en 223 pour l'agitateur 222r dans la figure 2.
Les agitateurs 122r et 1221 et les agitatears 222r et 2221 peuvent être chacun supportés pour leur fonc- tionnement et entraînés dans un mouvement de rotation au- tour de leurs axes respectifs par un mécanisme comme celui qui est représenté dans la figure 5 et semblable à oelui qui a été décrit ci-dessus à propos des agitateurs 22r et 221. L'action exercée par chaque paire d'agitateurs
122r et 1221 ou 222r et 2221 sur le verre qui arrive dans la zone d'influence de ces agitateurs se comprend sans autre explication, étant donné qu'elle est sensible- ment la même que celle de la paire d'agitateurs 22± et
221.
On peut remarquer à ce propos que le niveau du cou- rant ou de la masse de verre qui se trouve dans le chenal d'écoulement se relevé du coté amont de chaque paire d'agi- tateurs comme cela est indiqué dans, la figure 2 en 69 pour, l'agitateur 122r, et en 70 pour l'agitateur 222r.
Le verre qui passe à travers la zone d'influence encore de la dernière paire dagitateurs comporte/une certaine période de déplacement dans le chenal d'écoulement, au
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cours'de laquelle toutes les traces ou survivances de cor- dons atténués ou de concentrations atténuées de matières étrangères qui-.peuvent/avoir existé initialement dans le ver- re peuvent être absorbées et se transformer-- en une partie qui ne se distingue pas du verre environnant.
Il peut être nécessaire de mélanger encore intimement et de faire circu- ler encore une fois ce verre pour obtenir l'uniformité de température dans toute la masse de verre dans la ohambre de débit du verre dans laquelle on prélève ou on retire d'une autre manière des charges ou masses de verre. A cet effet, on peut disposer des organes agitateurs et propulseurs du verre, désignés par 711 et 71r, sur les cotés opposés du chenal de l'avant-creuset et à égale distance de la ligne d'axe de ce dernier, à l'entrée de la ohambre 15 de débit du verre. Chacun de ces organes est placé à l'arrière du bord libre, désigné par 72a dans la figure 1, d'une paroi 72 dirigée vers l'inférieur, de chaque coté du chenal d'é- coulement, et à coté du bord libre de cette paroi.
Les pa- rois 72 peuvent constituer des parties des parois d'extré- mité arrière de la seotion d'extrémité 11 de l'avant-oreuset dans laquelle se fait le débit du verre. De même, l'espace désigné par 300 dans la figure 1 qui est compris entre les organes !711 Il - et 71r est beaucoup plus large que chacun des espacées correspondants, désignés par 301 et 302 dans la fi- gure 1, qui sont compris entre les organes 711 et 71r res- peotivement et les parois latérales voisines du chenal de 1'avant-creuset.
Les organes 711 et 71r peuvent comprendre des élé- ment allongés essentiellement cylindriques, exécutés en une matière éfraotaire ou en une autre matière appropriée, et élargie à leur extrémité inférieure pour constituer des têtes 731 et ,79± agitant et propulsant le verre, comme on le voit particulièrement bien dans la figure 6, Ainsi que le montre
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également cette figure, les tiges ou corps de ces organes peuvent être placés verticalement de façon à s'étendre en direction du haut à travers l'espace situé au-dessus' du verre dans le chenal d'écoulement, et à travers des ouvertures 74 appropriées prévues dans le dispositif 21 de recouvrement de l'avant-creuset.
Les organes 711 et 71rpeuvent être relies'., pour leur fonctionnement, à leur extrémité supérieure, par des mandrins ou organes de serrage semblables à ceux qui sont désignés par 26 dans la figure 5 et qui ont été décrit ci-dessus, à l'extrémité inférieure d'arbres 75 qui sont sup- portés,,, de manière à pouvoir tourner, par des éléments appro- priés 76 de support d'un bras transversal 77 (figure 4).
Le mécanisme qui fait tourner les arbres 75 en vue d'en- traîner dans un mouvement de rotation, chacun autour de son axe vertical, les organes 71l et 71r est représenté dans la figure 4. Ce mécanisme comprend une chaîne sans fin 78 qui passe autour d'un pignon à chaîne 79 de commande excentrique monté sur l'extrémité supérieure d'un arbre vertical 80 de commande, ainsi qu'autour d'un pignon fou 81 excentrique d'une façon semblable et monté sur l'extrémité extérieure d'un bras 82 pouvant osciller dans le sens horizontal. Le bras 82 pivote en 83 sur la traverse 77.
L'un des brins de la chaîne sans fin 78 qui est compris entre le pignon fou 81 et le pignon de commande 79 passe autour d'un pignon 84 monté sur l'un des arbres 75, tandis que l'autre brin de la chatne sans fin passe autour de la partie correspondante d'un pignon 85 monté sur l'extrémité supérieure de l'autre arbre 75. Un ressort à boudin 182 qui travaille à la tension relie l'extrémité extérieure de l'arbre oscillant 82 à un support fixe voisin du pignon de commande excentrique, et tire l'extrémité extérieure du bras 82 d'une façon eontinue dans le sens voulu pour maintenir les brins de la chaîne 78 constamment en prise avec les pignons 84.et 85.
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Le pignon de commande excentrique 79 et le pignon fou excentrique 81 sont montés avec un décalage de phase ré- ciproque de 180 . Chacun de ces pignons comporte de préfé- rence un nombre de dents différent de celui de chacun des pignons 84 et 85, et cela pour la raison qui va être exposée,.
L'arbre!80 qui porte le pignon excentrique 79 de commande peut être entraîné-dans un mouvement de rotation à l'aide d'un système approprié de transmission du mouvement, désigné dans son ensemble par 86 dans la figure 4, et comprenant un moteur 87.
@ te fonctionnement du mécanisme de commande ou d'en- traînement qui vient d'être décrit provoque la rotation des organes 71l et 71r dans des sens contraires autour de leurs axes verticaux respectifs. Ainsi que le montrent les figures 1 et 6,il'organe 71r tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.!Ces organes sont donc entraînés dans des mouvements de rotation ayant les sens voulus pour accélérer le oourant de verr en direction de l'avant à travers l'espace compris entre eux et pour s'opposer à l'écoulement du verre vers l'avant à travers les intervalles compris entre les organes individuels et la paroi latérale voisine du chenal d'écou- lement.
De même, chaque organe est entraîné dans un mouve- ment de rotation autour de son axe à une vitesse angulaire qui varie'constamment. L'instant de la vitesse angulaire maximum de l'un des organes coïncide avec l'instant de la @ @ , vitesse angulaire minimum, de l'autre organe, ou bien, autrement dit, la relation de phase de ces organes est telle queleurs cycles de rotation sont décalés de 1800 par rapport au calage de synchronisme.
Le fait de prévoir sur le pignon exoentrique. de commande un nombre de dents diffé- rent de celui de chacun des pignons 84 et 85 a pour effet que chaque partie de la périphérie de chaque organe subît un déplacement angulaire continu autour de son propre axe,
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par rapport à n'importe quel point donné de la périphérie du pignon de commande 79. La partie de la surface périphé- rique de chaque organe qui est la plus voisine de la paroi latérale voisine du chenal d'écoulement à l'instant de la vitesse angulaire maximum de l'organe varie ainsi d'une façon continue- Cela a pour effet d'égaliser l'usure de chaque organe,
étant donné que l'usure la plus grande se produit dans la partie de l'organe proche de la paroi latérale.réfractaire voisine du chenal lorsque l'organe tourne à sa vitesse angulaire maximum. !
Les têtes 73l et 73r des organes respectifs peuvent être considérées comme des têtes d'agitation inclinées, Leurs parois périphériques peuvent être circulaires dans une coupe en travers, mais chacune comporte une surface supérieure inclinée, désignée par 88 pour la tête 73r, et par 89 pour la tête 73l, Ces têtes-comportent également des surfaces inférieures inclinées,, désignées respective- ment par 90 et 91.
Les surfaces inclinées supérieure et inférieure de chaque tête d'agitation peuvent être parallè- les entre elles*
En les décrivant d'une autre manière, on peut dire des têtes 731 et 73r qu'elles sont constituées par des au- bes inclinées de propulsion du verre sur les tiges cylin- driques des organes tournants 711 et 71r respectivement, ces aubes ayant des surfaces périphériques relativement grandes qui coopèrent chacune l'une avec l'autre pour re- fouler ou pomper le verre entre elles en direction de l'avant* ces surfaces montant et descendant cycliquement lorsque les organes tournent autour de leurs axes verticaux. En raison de leurs surfaces supérieures et inférieure;
a incli- nées, Ces aubes communiquent également des impulsions as- cendantes au verre qui se trouve au-dessus d'elles, et des (impulsions descendantes au verre qui se trouve en.de sous
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d'elles, et les organes 711 et 71r peuvent donc être considérés romme fonctionnant aussi dans une large mesure à la façon d'un propulseur à double action du type à vis verticale. cale'. ; 6 Les : têtes d'agitation ont de préférence une dimension verticale ou hauteur approximativement égale à un tiers de la profondeur du courant de verre ou de la masse de verre qui se trouve dans le chenal d'écoulement, et les organes ont supportés dans le chenal d'écoulement de telle sorte que ces têtes se trouvent à peu près dans le milieu de la profondeur totale du oourant de verre.
Autrement dit, l'espace situé au-dessus des têtes et celui qui est situé en-dessous des têtes, et dans lesquels le verre circule ou s'écoule, et les têtes elles-mêmes ont tous approximativement la même hauteur ou profondeur, ,Les deux organes 711 et 71r (figures 1 et 6) sont entraînes dans des mouvements de rotation de sens contraire autour,de leurs axes, ainsi que cela a été exposé cidessus, de manière à pomper le verre entre leurs têtes d'une façon générale en direction de la chambre 15 de débit du verre.)Les têtes 73l et 73r de ces organes ont leurs surfaces périphériques à proximité immédiate des arêtes verticales des parties 72 de paroi dirigées vers l'arrière, à l'extrémité arrière de la section 11 de 1'avant-creuset dans(laquelle se fait le débit du verre.
Le verre entraîné dans un mouvement de rotation par chaque portion périphérique de.chacune de ces têtes d'agitation se trouve sectionné à hauteur de la tête dans une proportion sensible par la coopération de la tête tournante avec cette partie voisine formant l'arête de la paroi arrière de la section de l'avantcreuset dans laquelle se fait le débit du verre. Le résultat de la rotation des organes 711 et 71r est de pomper le verre vers l'avant à partir de l'intervalle compris entre leurs tétas et en direction du passage d'admission
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ou de l'entrée de la chambre de débit 15, en excédent du verre retiré de cette chambre ou puisé dans cette chambre.
Par conséquent, le niveau du verre est plus élevé du côté des organes 711 et 71r qui est tourné vers la oh'ambre de débit, comme cela est indiqué en 92 dans la figure 2, que du côté de cet organe qui est orientée vers le chenal d'é- coulement. La paroi du fond de la chambre 15 peut être rele- vée ou placée à univeau plus élevé que la paroi du fond de la partie voisine du chenal d'écoulement,, comme cela est représenté en 93 dans la figure 2, quoique cela ne soit pas indispensable.
Ainsi que cela a également déjà été indiqué cidessus, les têtes 73r et 73l des organes 71r et 71l n'ocu- pent approximativement que le tiers médian de la profon- deur du verre dans le chenal d'écoulement, de sorte qu'il subsiste des espaces plus larges pour le courant de retour du verre provenant de la chambre de débit, à la fois au- dessus et en-dessous des niveaux de ces têtes. Ces espaces constituent des chemins, tant au-dessus qu'en-dessous des têtes d'agitation, à travers lesquels le verre tend à reve- nir en arrière da la région à niveau élevé située dans la chambre de débit, pour aller vers la région à niveau plus bas qui se trouve dans le chenal d'écoulement.
Si on faisait tourner les organes 71r et 71l à la même vitesse uniforme et si les têtes d'agitation 71r et 71l étaient normales aux axes de rotation des disposi- tifs, , les mouvements d'aller et de retour du verre ten- draient à s'effectuer le long de lignes sensiblement cons- tantes. Il y aurait ainsi une pénétration du verre dans la chambre de débit à un régime accéléré dans le sens avant entre les têtes d'agitation et un courant de retour du verre en excédent à travers les espaces relativement larges situés au-dessus et en-dessous des têtes d'agitation. Dans
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ces conditions, le codant qui passe entre les agitateurs serait régulier et il y aurait peu de turbulence ou il n'y en aurait aucune.
Le verre en excédent refoulé vers l'avant par 1'effet de pompage des agitateurs reviendrait le long de lignes sensiblement constantes du côté de l'admission des agitateurs et il serait pompé à nouveau à travers ces der- niers. Ce courant en excédant serait régulier. Chaque parti- cule suivrait un chemin sensiblement constant. L'excédent exercerait un effet semblable à une courroie, sans fin et ne ferait que circuler simplement en rond. Le courant normale égal à celui qui est retiré à travers l'orifice, serait compo- sé sensiblement de verre neuf qui n'aurait pas encore passé à travers les agitateurs. Ce courant normal passerait à travers les agitateurs sans se mêler sensiblement aux courants de verre en excédent.
Toutefois, on obtient par le fonctionnement ci-dessus décrit des organes 71r et 71l un mélange plus complet et plus intime de toutes les parties du courant ou de la masse de verre fourni à la chambre de débit. L'un de ces organes atteint sa vitesse maximum de rotation lorsque l'autre est à sa vitesse minimum, et les surfaces supérieures et inférieures des têtes de mélange se trouvent dans des plans qui sont obliques par rapport aux axes de rotation des organes. Les ni- veaux auxquels les surfaces travaillantes verticales des têtes de mélange agissent sur le verre entre elles sont donc continuellement animés d'un mouvement ascendant ..et desoen- dant lorsque les organes tournent autour de leurs axes verti- caux.
En raison de ces caractéristiques de la présente inven- tion, L'action des organes tournants sur le verre varie constamment dans sa force et dans son effet.
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Le changement constant de la vitesse angulaire et le fait qu'en fonction de leur vitesse leurs têtes sont décalées en phase de 180 l'une par rapport à l'autre ajoutent une composante latérale à l'accélération diri- gée vers 1'avant qui va et vient dans un plqn horizontal.
Au maximum de l'accélération qui est exercée d'une façon générale vers l'avant mais qui varie d'une façon constante en valeur en raison de la variation de la vitesse de rotation et de la composante latérale d'accélération qui varie à la fois en direction et en grandeur, il s'exerce une accélération qui agit dans un plan vertical et qui va- rie également en direction et grandeur par suite de la va- riation constante, dans le sens ascendant et le sens descen- dant, des niveaux auxquels les surfaces travaillantes verti- cales des têtes des agitateurs agissent sur le verre qui se trouve entre elles.
A titre de dernière garantie, contre une régularité de l'accélération qui pourrait se pro- duire, on donne au pignon excentrique d'entraînement 79 un nombre de dents qui diffère d'un nombre impair de celui des dents des pignons mus'84 et 85, ce qui a pour effet que la position angulaire de chaque agitateur à l'instant de la vitesse angulaire maximum est différente à chaque tour de rotation.
Par suite de la nature dynamique intentionnellement hétérogène de l'action des agitateurs, chaque particule de verre est ainsi entraînée dans un mouvement d'écoulement qui suit un chemin différent chaque fois qu'elle traverse les agitateurs, et aucune particule ne passe directement à travers ces agitateurs.
Si on faisait tourner les agitateurs en sens contraire de celui de la figure 1,on produirait un effet d'agita- tion important et peut être plus efficace. Quand jon les fait tourner dans les sens indiqués dans la figure 1, leur
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effetde pompage devient égal au courant de verre sortant des orifices d'alimentation, augmenté d'une quantité sup- plémentaire qui revient autour ou au-dessus ou encore en- dessu des agitateurs, du côté de l'arrivée sur ces der- niers. Cette quantité 6 supplémentaire doit être très substan- tielle étant donné que c'est 'oe courant en excès qui a pour effet de produire l'action de mélange.
Cet excès correspond - à ce que l'on connaît sous le nom de glissement dans le fonctionnement d'une hélice marine ou d'une pompe centri- fuge. toutefois, si on faisait tourner les agitateurs en sens contraire du courant? normal, tout oourant produit par ces agitateurs quel qu'ils soient serait un glissement, et il semble problable que ce fonctionnement faciliterait l'ob- tention d'un mélange efficace* L'inclinaison des faces supérieures et inférieures des têtes d'agitateurs 73r et 73l a pour effet de communiquer un mouvement ascendant et descendant au verre situé au- dessus.
'et en-dessous d'elles et également l'accélération du verre en direction de l'avant sous l'effet des deux faces voisines de tête des agitateurs pour leur oscillation dans le sen ascendant et desoendant. Le résultat de cette accé- lération vers l'avant est de faire monter et descendre le verre lorsque les surfaces verticales voisines de ces tê- tes montent et descendent. Ceci est l'une des conditions qui impose la turbulence au verre.
La vitesse angulaire variable a pour effet de faire osciller d'un côté à l'autre l'accélération qui se pro- duit 1 en) direction de l'avant en-dessous de la surface,
La combinaison de l'accélération en direction de l'avant avec cette composante variable dans un plan verti- cal produite par l'inclinaison des faces supérieures et inférieures des agitateurs et de la composante variable dans un planihorizontal produite par la vitesse angulaire varia- ble de ces agitateurs donne un résultat qui consiste en
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une turbulence véritable, particulièrement lorsqu'elle est combinée avec les accélérations variables dirigées vers l'arrière, au-dessus, en-dessous et autour des deux agitateurs.
La présente invention ne se borne pas aux détails de construction et de fonctionnement de la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur les dessins annexés et ci-dessus décrites, étant donné qu'on peut les faire varier et les modifier de diverses façons qui sont à la pro- tée de tout spécialiste. L'application de la présente in- vention ne se borne pas nécessairement à une actionà exer- cer sur du verre fondu, étant donné que les dispositifs d'agitation et de propulsion qui font l'objet de la pré- sente invention peuvent être utilisés d'une manière avanta- geuse pour agir sur d'autres substances fluides visqueuses.
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