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PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS POUR LA FABRICATION DU VERRE ET LES
APPLICATIONS SIMILAIRES. ,
La présente invention a trait aux fours, et plus particulièrement aux fours de verrerie, qui comprennent une voûte flottante reposant sur des culées et recouvrant un bassin de fusion.
Au cours du chauffage ou du refroidissement d'un four du genre ci-dessus, les briques de la voûte subissent des modifications selon la température à laquelle elles sont portées et, comme la face intérieure de la voûte peut être portée à une température de 15000C alors que la température à laquelle sa face extérieure est portée peut ne pas excéder environ 300 C, les briques de la voûte se divisent en zones possédant différentes aaracté- ristiques de dilatation et de contraction thermiques. Ces briques ont par conséquent tendance à se fendre à un certain niveau de l'épaisseur de la voûte, de sorte qu'un morceau de brique est susceptible de se détacher de la voûte et de tomber à l'intérieur du bassin.
Le fendillement ou l'éclatement des briques de la voûte en quelque point de l'épaisseur de la voûte peuvent aussi être occasionnés par l'effet d'écrasement d'une trop forte résistance mécanique à la dilatation; ou bien ils peuvent résulter du choc thermique occasionné par des actions brusques de chauffage ou de refroidissement.
La présente invention a pour objet, entre autres, un procédé grâce auquel la dilatation et la contraction latérales de la voûte flottante peuvent être contrôlées de telle manière que les mouvements latéraux auxquels la voûte est soumise du fait d'une telle dilatation ou contraction, n'entralnent pas le mouvement de certains éléments du four, tels que des éléments ayant pour rôle de supporter le.poids de la :voûte et de résister à ses poussées latérales.
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Un autre but de l'invention est d'appliquer ledit procédé de manière à établir dans la voûte une ligne de poussée qui, au cours de la dilatation et de la contraction de cette voûte, maintienne assemblés les éléments de cette voûte qui se trouvent près de la paroi intérieure de ladite voûte, afin de réduire au minimum les fendillements auxquels ladite face est soumis e au cours de la dilatation et de la contraction.
Conformément à la présente invention, on diminue le fendillement qui se produit au cours de la dilatation ou de la contraction d'une voû- te flottante destinée à un four de verrerie par un procédé qui consiste à @ maintenir le contact entre les interfaces des côtés de la voûte et des culées au cours des actions variables de dilatation ou de contraction auxquelles sont soumises les faces intérieure et extérieure de la voûte et à incliner les culées, au cours des mouvements latéraux différentiels des faces intérieure et extérieure de la voûte, de manière à restreindre la poussée de réaction à un plan horizontal qui intersecte le plan des interfaces,
à l'effet d'engendrer une poussée s'exerçant suivant une ligne occupant à l'intérieur de la voûte une position telle que ladite poussée maintienne assemblés ceux des éléments de cette voûte qui sont situés près de sa face intérieure.
En outre, conformément à la présente invention, il est prévu dans une structure de four de verrerie comprenant une voûte flottante reposant sur des culées et recouvrant un bassin de fusion, une série de montants ou éléments similaires érigés le long de la voûte et du bassin et dont un des rôles est de supporter le poids de la voûte, une ossature destinée à supporter la voûte et comprenant des organes propres à supporter des culées et destinés à être suspendus auxdits montants de manière qu'ils puissent s'in- cliner en pivotant autour d'axes s'étendant dans la direction longitudinale de la voûte, des organes de réaction de poussée, ajustables axialement et destinés à entrer en contact avec les supports des culées,
des portées pour supporter lesdits organes de réaction et ayant leurs axes situés dans un plan horizontal qui intersecte les faces par lesquelles les côtés de la voûte butent contre les culées, des moyens pour relier ces portées auxdits montants de manière qu'on puisse régler leur position dans la direction longitudinale desdits montants,
et des moyens permettant d'effectuer un réglage de la position des organes de réaction dans la direction axiale afin de restreindre la poussée de réaction audit plan horizontal de manière à produire dans la voûte une poussée s'exerçant suivant une ligne dont la position est telle que ladite poussée maintienne les éléments de la voûte appliqués l'un contre l'autre pendant les mouvements latéraux différentiels qu'effectuent les parois intérieure et extérieure de la voûte sous l'influence de la dilatation ou de la contraction de cette voûte.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on en décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme de réalisation préférée, en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation, avec arrachement partiel, d'un des côtés d'une structure de four de verrerie établie conformément à l'invention, les parties de ladite structure étant représentées dans les positions qu'elles occupent au cours de la construction de la voûte flottante.
La figure 2 est une vue en plan par dessus correspondant à la figure 1, mais dans laquelle certaines parties ont été omises dans un but de clarté.
La figure 3 est une vue de côté dune partie de la figure 1, en regardant dans le sens de la flèche III de cette figure.
La figure 4 représente à plus grande échelle une partie des organes de suspension de la voûte qui ont été représentés à la figure 1.
La figure 5 est une partie de la figure 1 et représente les éléments dans les positions intermédiaires qu'ils occupent pendant la période d'échauffement du four.
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La figure 6 est une vue semblable à la figure 5, mais repré- sentant les éléments dans \Les positions qu'ils occupent à la fin de lé pério- de d'échauffement.
La figure 7 est une vue semblable à la figure 6 mais représen- tant les éléments pendant le fonctionnement normal du four.
Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, la figure 1 ne représente qu'un des côtés d'un four de verrerie, et il est évident que le côté opposé est de construction identique. Dans les figures 1, 5, 6 et 7, l'ouvrage en maçonne- rie du four a été esquissé par des traits mixtes.
Comme représenté à la figure 1, le four comprend un bassin de fusion 1, dont les parois latérales la sont maintenues en position par des cales 2, supportées par des consoles 3 assujetties à des jambes 4, elles-mê-' mes assujetties à l'aide de boulons (non représentés) à des éléments 5, repré- sentés dans cet exemple sous forme de montants qui sont érigés le long des côtés du bassin à un certain écartement desdits côtés, de la manière habituel- le; et une voûte flottante 6 recouvrant le bassin. Les jambes 4 sont en ou- tre supportées par des consoles 5a fixées aux montants 5.
Les montants 5 sont disposés par paires, dont les éléments sont situés de part et d'autre du bas- sin 1 et, comme dordinaire, ces éléments entretoisés par des tirants 7 et 8, qui s'étendent respectivement au-dessus de la voûte 6 et au-dessous du bassin 1
La voûte 6 du four repose sur des culées 9, supportées par des sommiers 10 constitués par des consoles composées de cornières. Chaque sommier 10 est suspendu à une paire de bielles 11, elles-mêmes suspendues aux montants 5 et parallèles les unes aux autres, de telle sorte que la voûte peut être considérée comme étant une voûte flottante.
Les liaisons entre les divers sommiers 10 et les bielles respectives 11 sont assurées par des axes-pivots 12 qui sont disposés suivant le même axe et s'étendent à travers les extrémités inférieures des bielles 11 et à travers les joues de consoles 13, rivetées ou convenablement assujetties de quelque autre manière à chaque côté de la cornière-support 10, les axes des pivots 12 s'étendant dans la direction longitudinale de la voûte.
A son extrémité supérieure, chacune des bielles 11 est reliée par un joint à rotule à un montant 5,ce joint étant constitué par un collet 14 monté sur sa bielle de façon à pouvoir être déplacé suivant l'axe de cette bielle et dont la face inférieure est convexe et s'appuie dans un siège concave (voir figure 4) constitué dans une planque d'assise 15 supportée par une console 16 qui est assujettie, à l'aide de rivets ou de quelque autre manière appropriée, à un montant 5. La longueur effective de chacune des bielles 11 est déterminée par les contre-écrous 17 prévus à l'extrémité supérieure des bielles.
Ainsi qu'il a déjà été mentionné, la figure 1 illustre les positions qu'occupent les diverses parties de la structure de support pendant la construction de la voûte. A ce moment, il est nécessaire que des moyens soient prévus pour empêcher le pivotement des consoles ou sommiers 10, et de tels moyens comprennent des barres de maintien 18 reliées chacune, à l'une de leurs extrémités, par un axe 19, à un oeil 20 s'étendant vers le haut à partir des côtés respectifs des sommiers ou cornières 10. A leur extrémité opposée, les barres 18 sont filetées et traversent des plaques 21 convenablement assujetties aux montants 5; et lesdites barres sont maintenues dans leur position réglée par des écrous 22, 23.
Une fois la voûte préparée, et avant de commencer à chauffer le four, on enlève les barres de maintien 18 de façon que les culées 9 et leurs supports 10 puissent pivoter au cours de la dilatation de la voûte.
La position approximative de la ligne de poussée que l'expérience a montrée comme étant celle qui convient pour maintenir assemblés les éléments de la voûte situés près de sa face intérieure a été indiquée sur les dessins par les lettres TL, et elle passe approximativement par le
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sommet ou arête d'angle de la cornière 10.
Pendant la période de chauffage, chacun des sommiers 10 est maintenu au contact d'un organe de réaction de poussée axialement ajustàble, qui fait partie d'un ensemble dont la position est réglable en hauteur sur les montants respectifs. Dans la construction représentée, chaque organe de poussée comprend deux vis à tête carrée 24, traversant des écrous formant portées, 25, dont le réglage vertical est tel que les extrémités 24a dès vis 24 prennent appui contre les sommiers 10 approximativement aux points où ces sommiers sont traversés par la ligne de poussée TL, de sorte que la poussée de réaction est située dans un plan horizontal qui intersecte le plan des-interfaces 6a, 9a du côté de la voûte et des culées.
Les organes de réaction' de poussée 24 et les écrous 25 sont supportés dans une position prédéterminée par rapport aux montants 5 par des plaques de serrage 26, 27, 28, maintenues en position par quatre boulons 29 qui traversent lesdites plaques de part et d'autre d'un montant, et l'on peut régler le niveau auquel les sommiers sont soumis à l'action des organes de réaction de poussée 24, en desserrant les boulons 29 et en faisant coulisser l'ensemble des plaques 26, 27, 28, de la vis 24 et de l'écrou 25 le long du montant. Les plaques 27, 28 sont maintenues convenablement espacées l'une de l'autre par des fers à U 29a opposés (figures 1 et 2),ces fers empêchant aussi la rotation des éorous 25.
Lorsque la période de chauffage a commencé et que les barres de maintien 18 ont été enlevées, la voûte 6 se dilate progressivement dans la direction latérale, et l'on tient compte de cette dilatation en dévissant progressivement les organes de réaction de poussée 24 par la manoeuvre d'une clé de serrage ou d'un autre outil convenable appliqué sur la tête 24b dèsdits organes, de sorte que les sommiers 10 ont la possibilité de se rapprocher des montants en pivotant grâce aux joints à rotule 14, 15 et de s'incliner autour des extrémités 24a des organes de réaction 24. La figure 5 représente un stade intermédiaire de la période de chauffage;
et il ressort de cette figure que, bien que la position de l'organe de réaction 24 ait été réglée, le degré de pivotement est très faible, en dépit du fait que, grâce aux joints à rotule, les sommiers 10 se sont rapprochés des montants.
Toutefois, vers la fin de la période de chauffage, le pivotement des sommiers 10 autour des extrémités 24a des organes de réaction 24 est plus marqué, et les positions qu'occupent alors les organes de réaction 24 et les sommiers 10 sont approximativement celles qui ont été représentées à la figure 6.
Comme la période de travail du four est considérable, l'intervalle entre la face inférieure des blocs extrêmes de la voûte et la face supérieure de la superstructure 30 du bassin, est à peu près fermé par une garniture réfractaire 31 (figure 7), ce qui empêche le risque de déformation des sommiers 10 par des jets de flamme. Les portions extrêmes de la voûte 6 et de la superstructure 30 reçoivent aussi une forme appropriée, comme indiqué en 32, 33, afin de former écran pour l'intervalle par lequel les flammes auraient tendance à s'échapper.
Une fois terminée la période de chauffage, on peut faire descendre légèrement les bielles 11 en ajustant les boulons 17 de ces bielles.
Cette action vient en aide à la garniture 31 pour obturer l'intervalle entre la voûte et la superstructure 3 0. De plus, des coins 34 (figure 7) peuvent être insérés entre les sommiers 10 et les montants 5 afin de permettre l'enlèvement des organes de réaction de poussée 24 et de leurs écrous 25, ces pièces étant graissées et conservées jusqu'à ce qu'on en ait de nouveau besoin au cours de la période de refroidissement qui précède les opérations d'entretien à froid du four, étant donné que, s'il en était autrement, ces pièces risqueraient de s'oxyder et de devenir inopérantes en raison des températures élevées régnant aux endroits où elles sont utilisées sur le four.
Lorsqu'il s'agit de refroidir le four, on remet en place les barres de réaction de poussée 24 de façon à les amener en contact avec les sommiers 10, on enlève les coins 34 et on réajuste les bielles 11, si néces- saire. Pendant la période de refroidissement, on visse progressivement les
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barres 24 vers l'intérieur à mesure que les sommiers 10 s'inclinent en pivo- tant autour de leurs extrémités 24a, les bielles 11 pivotant elles-mêmes grâ- ce aux joints à rotule 14, 15 vers leurs positions initiales.
Il ressort de la description qui précède que le fait de suppor- ter une voûte de four de la manière qui a été exposée et de telle sorte que le contact des interfaces entre les côtés de la voûte et les culées soit main- tenu, et que les sommiers porte-culée puissent pivoter tout en restant en con- tact avec les culées de la voûte au cours des mouvements de dilatation ou de contraction de cette voûte, c'est-à-dire des mouvements latéraux différentiels des faces intérieure et extérieure de la voûte, restreint la poussée'de réac- tion à un plan horizontal qui intersecte le plan des interfaces, ce qui crée une poussée s'exerçant le long d'une ligne dont la position est telle que la- dite poussée maintient assemblés les éléments de la voûte situés près de sa - face intérieure,
ceci ayant comme conséquence que les effets résultant du fen- dillement de la maçonnerie de la voûte sont réduits au minimum et que la voû- te est maintenue en bon état.