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Ptrfeotionnemll1 t. A la fabrication continua du verre plat par 'tinS'
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La présente invention concerne un procède et
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un agencement applicables aux installations en elleu- mêmes connues# servent à la fabrication du Terre plat (ou verre à vitrée) et qui comportant une maoh1nt dfi- tir t'l""ÂI! en *"1 d'une cbBB'bre de ccnditiûnne'''<"" ;
thermique, al1menUe en verre fondu par un chenal . oommunication avec le bassin d'un four continu. l'invention vittw plus spécialement le cas du proc4d& d'étîrager connu noue le nom de L1bb.,.-onn.,4anI, lequel la machine d tt1reg. envoie de façon continu* une feuille de verre plastique étirée verticalement te partir de la surface du bain, vers un rouleau de ointmp,
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qui la plie horizontalement et la fait panser sur des
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touleaux entraîneurs ceux-ci envoient la ±mille *# # des galeries de remis@= ou elle subit un* recule* puis un refroidissement suivant une loi déterminée de variation 4. ttllP4ratunl.
Un tel procédé* est bien cou= et il est lar-r gement ""11184. t'J. présente toutefois plusieurs lncon -
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nient$*
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Sa premier lieu, on constate tr4qu....n" la présence de divers défaut a à la <tUï'f<to<t du verre étiré, Ceux-ci peuvent provenir 4. 'unt part de Itentrdo de pans.
#lèraa ou débris à l'intérieur du four, notaummt dans la chambre de conditionnement thermique et d'autre part d'une répartition tranaversrle non uniforme des tempéra- tures du bain, four remédier à 1 entre: des pou..1'1"G., on a prévu de mettre la chambre de aon4ltiormeaext thermique en surpression au moyen d'un soufflage d'air à son int6 rieur, Ce soufflage permet de plus de refroidir la sur- face du bain pour 1. anenrr à la viscosité voulus pour
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l'étirage,
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D1,..r... modalités ont été proposées pour
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l'exécution du soufflage. selon une première réalisation l'air est en-
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1'014 par des tubulures 41'1'01'" face à face, traversent les parois lonsitu4ndfî.. de la chambre.
toutefois ce
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mode de soufflage a été abandonné car il entrains rapt-
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dement une dévitrif ioatlon du bain le long des bords de la ou.,..
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selon une seconde réalisation, on souffle de
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l'air au moyen d'un tube transversal de soufflage d4bi-
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tant une lame d'air continue et situé à faible distance : de la surface du bain.
Ce procédé ne donne pas non plus satisfaction car il provoque un débit d'air contient d'un bord à l'autre du bain, ce qui ne permet pas de corriger les différences de température de ce bain. liât outre le verre eat refroidi très fortement le long de* parois ce qui se traduit par un phénomène de dévitrifica- tion, '
On a prévu enfin de souffler de l'air à partir ;
d'une conduite débouchant au niveau du plafond de la chambre et su centre de celui-ci, Cependant cette tech- nique est peu efficace car elle orée des courante 4* air incontrôlée et ne permet donc pas d'obtenir un figeage convenable de la surface du bain de verre, pour tenter de rendre uniforme la température du bain de verre à son entrée dans le pot d'étirage et pour remédier aux effets nocifs du soufflage précèdent, ' on a prévu encore de chauffer le verre en surface par effet joule au moyen d'électrodes disposée* au voisinage des borde.,
Cependant le réglage du four devient alors très délicat, la fabrication est rendue onéreuse et la qualité du verre peut être altérée par le passage du courant.
Le procédé perfectionna visé par la présente invention concerne en premier lieu un mode d'exécution du soufflage d'air dans la chambre de conditionnement thermique, dans des conditions spécifiques, remédiant aux inconvénients ci-dessus, en éliminant le risques de dévitrification et sont nécessiter de chauffage auxi- liaire.
Cette invention vine d'autre part à remédier à un autre et important inconvénient du procédé anté- rieur t son faible rendement horaire,
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En effet, la vitesse d'étirage dans ce procédé ne peut être modifiée à volonté, car il existe une cor- relation entre cette vitesse et l'épaisseur de la feuil- le obtenue, toutes choses étant égales par ailleurs* Or, pour une épaisseur déterminée et avec des conditions de travail usuelles, la vitesse d'étirage du verre dans le procédé Libbey-Owens est faible.
On a proposé d'y remédier en augmentant, dans la machine d'étirage, le refroidissement du pied de fouille relativement aux conditions usuelles de :t'onction- nement,,
En particulier, on peut augmenter le nombre des refroidisseurs disposée de chaque côté du pied de feuille, ces refroidisseurs étant constituée par des plaques agencé*$ Parallèlement à la ligne d'étirage et parcourues par un liquide réfrigérant.
En augmentant ainsi la viscosité du plat de feuille, on tend à accrcître l'épaisseur de celui-ci à vitesse égaie, ce qui permet d'obtenir la mime épais* seur pour une vitesse plue forte.
Cependant, le gain de vitesse ainsi obtenu @et de courte durée. Au bout de quelques jours la -vitesse doit être à nouveau réduite et finit par tomber au-dessus de sa valeur initiale* En outre il se produit de non- brouets irrégularités d'épaisseur et on observe la forma- tion de verre dévitrifie dans le fond du pot. Cela obli- ge alors à procéder rapidement à une surchauffe du verre,, opération très onéreuse.
Enfin, l'augmentation du nombre des refroidis- seurs en accroissant l'intensité des courante de oonveo-
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tion tu niveau du pied de feuille, Il traduit par un* réduction de la qualité de surface du verre obtenu (phé-
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nontnt mu sous le non de " martelage z. Pour oes diverses raie=@@ on a rtoaam que dans lois conditions usuelles de fonctionnement, c'est-à- dire pour des épaisseurs industrielle* de la fouille
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(sensiblement comprises entre le7 mm et 6,7 ati, les dimensions du puits ci 'Itirag.
(mourdes par la d1.Ua04t séparant le* parois frontal.. en regard des doux réflec- tours thermique. placée de part et 4 'autre de la fouille
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de Yerre) doivent Ure fixée@ aux In"iro11a dé 450 à 500 Ma, tendit que la hauteur des xetrcudisasurr sot comprise entre 190 et 210 mm.
Ces chiffres sont 1n4'pen- dants pratiquement de la largeur de la feuille
Un autre but de la présente invention *et de permettre une augmentation appréciable de la vitesse
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d'étirage, grâce à un agencement diaenl10nntl partie- lier du puits d'étirage, en combinaison avec le mode d'exécution du soufflage irisé plus haut, les résultats favorables obtenue par cet agencement pouvant être consi-
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dérée aamms imprévisibles par les sp3a.a7.istse" du fait qu'ils et traduisent non seulement par une augmentation de la vitesse d'étirage maie par une amélioration de l'état de surface.
Suivant l'invention, le procédé qui comporte
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un soufflage d'air dans la chambre de o#di1ôionn..." thermique est principalement caractérisé en ce que ce soufflage est effectué suivant des tranches longitudinales sensiblement juxtaposées, l'écoulement de l'air se faim i sent dans le sens de la progression du verre et les *on.
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Ii tione de soufflage étant réglées pour ofcaqut trancha en fonction de la 1:.plra 'tun du verre à l'aplomb de la tranche considérées
Selon un mode d'exécution préféré du procédé, le soufflage est effectué suivant des jets 4 -air dirigea
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obliquement ""1'" le bain de 'erre, l'ensemble des ase* de ces ,jets d'air étant sensiblement disposé dans un Ntax plan 'tr81,.....:
r..l obliques l'invention, prévoit 4'autre part de régler dîftirontiellment le débit d'air des jets d'un bord à l'autre de la chombre de oond1tio!Ulellmt thermiques Cou diupoaitiona permettent notamant d'obtt-' air une régularisation importante de la qualité de la feuille étirée nota maint en ce qui concerne en état de surface*
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Selon un mode d'exécution préféré de lt1.n'fen.. tion, le soufflage différentiel précédent est combine avec une augmentation du refroidissement du bain de verre dans le puits d'étirage, cette augmentation étant assurée
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par un élargissement de et puits relativeaent à la va.
leur moyenne admise dans le procédé d'étirage vertical*
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l'invention comprend encore une in8ullation permettant l'exécution du procédé oi-deeaue, oaraotfrieê., en ce que le plafond de la chambre de conditionnement thermique cet traversée par des tuyères permettant d'in-
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auffler de l'air de refroidissement, cee tuyères étant dirigées obliquement vers le bain de verre et dane le sens de progression de celui-ci*
Pour permettre conjointement le soufflage dit.. ' férentiel sur le bain de verre et un refroidissement
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accru du pied de feuille dans le puits d'étirant il est
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de préférence prévu pour la mlt1.
installation une cham- bre de conditionnement thermique du type précèdent, as-
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sciée aveo un puits d'étirage dont la largeur est xen-' siblement comprise entre 550 et 600 vmt oe puits asti-* rage étant pourvu de refroidisseurs de hauteur sensible- ment supérieure à ceux classiquement utilisa, et ap- proximativement comprise entre 290 et 310 mm,
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D'autres particularités de 1'iïM'entioa ré'aul- teront encore de la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif ,
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La Fig. l e et une vue en élévation avec eovtße longitudinale d'une chambre de o(l1ditionneUlant the!31- que agencée conformément à l' invention La Fige 2 est une vue schématique en plan de la chambre précédente.
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La Fig. 3 est une vue analogue à la lu. 1 montrent l'agencement d'une installation d"tirage oon. forme à l'invention.
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La Fis. 4. est une vue analogue . la lie. 1 montrant une autre réalisation des tuyères prévues poux* l'air de refroidies.ment.
La lige 5 est la vue en coupe selon V-V de la Fig. 4.
La Fig. 6 est une vue à plue grande échelle en action droite de l'une des tuyères selon la Fig. 4.
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La Pige 7 est la vue en plan eorreapondantat
Le procédé visé par l'invention va être exposé ci-après en marne tempe que aéra décrite l'installation
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permettant son exécution, un mode de réalisation étant donné par la Fig. 1 qui représente la partie terminale d'une installation pour la fabrication continue de verre plat dans le cadre du procédé d'étirage vertical de la fouille de verre suivi de son cintrage pour l'amener à l'horizontale.
On voit en 1 la chambre de conditionne- ment thermique dont la cuve 2 communique vers 1'amont avec un chenal du four continu, non représenté, qui assure l'alimentation en verre suivant un courent pria-. cipal F. Banc la réalisation -risée, la chambre 1 est du type à plafond suspendu, ce dernier étant constitué par un ensemble de bloc* réfractaire 3 juxtaposés*
En aval de la chambre 1 et au-delà d'un seuil en pente 4, est agencé le pot d'étirage 5 surmonté par des réflecteurs 6a,
6b en matière réfractaire silico- alumineuse qui sont enfilée car des barres transversales refroidies 10 assurant leur suspension.
Le* réflecteurs 6 sont terminée par des parois verticales en regard 7 en avant desquelles sont placées deux plaques creuses 8, transversales et parallèles, appelées refroidisseurs. Ces plaquée s'étendent d'un bord à l'autre du pot 5 et elle* sont parcouru** par un courant d'eau de refroidissements La hauteur E des re- froidisseurs 8 dans le cadre du procède considéré* est classiquement d'environ 200 mm.
les borde inférieurs des refroidisseurs 8 sont disposés à proximité immédiate du niveau superficiel 9 du bain de verre, La distance D séparant les surfaces frontal.. 7 définit la. largeur du puits d'étirage 11. Cette grandeur est classiquement de l'ordre de 450 = et elle ne dépasse pas pratiquement
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500 mm.
La feuille de verre cet forage dans le Puits
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d'étirage 11 entre les deux rel"f'014i8HUr8 0. la Mppw de verre constitue au-dessus d'un renflement ou bulbe 12 (appelé aussi pied de til.s, une paroi vertical* ples- t1(,.'U1 l' qui *et rabattu horizontalement sur un rouit* de aintrrge 14. Zen rouleaux 15 d'un tr8Z18part8.1r diri- gent ensuite cette feuille vers les galerie@ de recule- .on suivant G.
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La pot d6ta.zx,e est reoourert d'un plafond réfractaire 16 et la séparation entre le* atmosphères de la ohabra 1 et du pot 5 et partiellement aao=4 m moyen d'un rideau de bloc% 1'4 traota1re. 17 qui@ dme 1 exemp.s décrit, contribuent au soutien des réflecteurs monte 6j5.
Un tel agencement ont en .ui.mme bien ooo4t et il n'a été détaillé que pour mieux préciser l'objet
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de l'invention qui ra être exposé 01-ap1'.',
Suivant cette invention, le plafond de la chambre 1 eat traversé par un ensemble de tuyères de soufflage constituée* ici par une batterie de tubes 21,
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de préférence en une matière réfractaire moulable à chaud telle que la silice vitreuse ou quarts,
les tubes 21 traversent le plafond de la chambre 1 grâce à des passa-
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gaa 22 ménagés à cet effet dent les blocs réfractaire@ intéressés. !
Les tubes 21 sont dirigée obliquement vers la surface 9 du Terre et dans le sens correspondant à la
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progression 8.1ivant , de celui-ci De préférence, la batterie de aoefflage ont
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constituée (fiel* 2) par un entai* le de tubes 21 '.:141.- tante zizi 2) et dont les axe* appartienne à un et plan oblique P.
Ilangle R du plan 7 par rapport à la vertical* peut Tar1er dans de latrges liaiteab Il est de pré- férance aussi grand que 1* permettent le* conditions de montage des tube* (Par exemple de 10 à 40 ), Plue cet angle est grand et moine on risque avec un même débit d'air de déformer la surface du verre par la fore* vive du jet.
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Le nombre de tubes 21 ...001&. dépend de la largeur de la ohaebrt 1, mais if ont de préférence assez élevé t 5 à 10 par exemple, Chaque tube 21 est a1:18tAt' en air par un collecteur 23 grace à une conduite adtal- lique 24 pourvue d'une Tanne 25 terrant au réglage du débit gaseux.
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Dan. la réalisation oon8i441"11, les tube@ 21 préagntut tout le aime diamètre (intérieur 50 Wi #> extérieur 60 mm par exemple), lia sont de section olrou- lalrt et débouchent à une hauteur con8t.t. 1 ou-dessus de la surface 9 du bain de Terre (par exemple 1: . 200 ai ¯50).
Dans l'exemple considéré concernant un chanal
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de 3t't0 * de largeur on peut avantageusement disposer une batterie de 7 tubes 21.
Selon une particularité essentielle de l'in-
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ventiong il est prévu d'effectuer un soufflage di1'1"r.. titi de l'air vers la surface 9 du bain de verre en rè- glant le débit d'air dans les tubes 21 au moyen des vannes 25* Ce réglage est effectué en tenant compte du gradient transversal de température dans la chambre de
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conditionnement thermique relativement à la veine centra- le dans la cuve 2. Le soufflage est d'eu tant plus faible que le gradient est plue élevé; autrement dit que la veine de verre passant sous chaque tube 21 présente une plus faible température. Le réglage des vannes 25 peut aussi être effectué expérimentalement grâce à un contrô- le de la qualité du verre étiré.
A titre indicatif, dans le cadre de l'exemple considéré, un fonctionnement satisfaisant a été obtenu avec les conditions de réglage suivantes Rang du tube 21 a b c d e f g Débit d'air en m3 par heure : 35, 40, 50, 60, 60, 50, 40
Dans ce cas, les veines de verre situées au- dessous du tube 21a étaient à plue faible température que les veines de verre situées du côté opposé soue le tube 21g.
L'exécution du procédé se comprend aisément : les jets d'air faiblement évasés soufflés avec des dé- bits différents par les tubes 21 provoquent un refroidît- sement différentiel de la surface 9 suivant des bande. sensiblement parallèles.
Comme les jets d'air se rejoignent à hauteur du bain, malgré ce refroidissement différentiel, il n'y a pas de discontinuité transversale de température.
L'effet de ce refroidissement se manifeste depuis J'aplomb des embouchures 26 des tubes 21 jusque l'entrée du pot d'étirage 5. Dans ce dernier, un disposi- tif d'aspiration élimine les effets de l'air de refroi- dissement, les courante d'air étant du reste arrêtés par le réflecteur 6a.
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Le refroidissement différentiel de la surface du verre est ajusté en fonction de la température dea courante longitudinaux de manière à éviter toutes différence d'épaisseurs dans le bulbe ou pied de feuille, celles-ci pouvant entraîner à long terme une dévitrification à l'in- térieur aussi bien d, la chambre 1 que du pot 5. L'appa- rition d'un phénomène de dévitrification dans une partie de la feuille étirée 13 indique l'existence d'un débit d'air trop élevé dans la bande correspondante du bain de verre à l'intérieur de la chambre 1 et amène à réduire le débit du tube situé à l'aplomb de la bande considérée.
Inverse- ment, si une partie de la feuille étirée présente une trop faible épaisseur, on augmente le soufflage dans le tube 21 à l'aplomb de la bande correspondante.
En définitive, on peut ainsi refroidir dans des bandee longitudinales adjacentes la surface du bain en proportion inverse de la température de celui-ci dans les bandée considérées, de manière à obtenir une uniformité de température pour le bain de verre à son entrée dans le puits d'étirage 11. Ce refroidissement nuancé transver- salement supprime les veines de verre de viscosités différentes.
L'expérience montre d'ailleurs que l'agence- ment prévu par l'invention permet à la fois de supprimer les phénomènes de dévitrification et d'obtenir une très bonne qualité de surface et une grande régularité des épaisseurs.
Dans la réalisation de la Fig.3 la chambre de conditionnement thermique 1 agencée pour un soufflage différentiel est associée à un puits d'étirage 11 modifié comme prévu par l'invention en vue d'assurer une augmen-
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talion sensible de la vitesse d'étirage.
La largear D de et puits 11 cet ici comprise entre 550 am et 600 me Compte tenu de cette modification, le réflecteur 36a a été raccourci et au lieu de prendre appui vers le bas
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eux le rideau amont oomae dans le arr de la ligolt Il ex't maintenant retenu par le rideau 37, L'augmentation de vitesse obtenue par oe chan-
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gênent dimensionnel est particullérement aurprenante comme le montrent les résultat* comparatifs suivants pour une épaisseur de verre comprise entre 24 et 28 mm,
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une température de 71f1g0 C suivant l'axe de la chambre 1 et de 950 au pied de feuille 12
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Diraenoiono du puits d'étirage 11 ..... bzz' os 55 on Vitesse d'étirage e a a .. v 1 .1.18 199 (cm/minute) Sain 1 W e a y . 1 . W . W . ,l:4 1
On notera que sans l'exécution du soufflage différentiel, l'augmentation de D ne permettrait pas d'obtenir de résultats industriellement utilisables,
Selon un autre perfectionnement de l'Invention il est en outre prévu d'augmenter de façon substantielle la hauteur H des refroidisseurs 38 à circulation d'eau,
celle-ci pouvant aller de 290 à 310 mm. Ici encore on obtient une augmentation spectaculaire et imprévisible de la vitesse d'étirage, tant en verre mince qu'en verre épais, comme le montrent les résultats suivants
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1..r8 24 à 28 45 à 51 53 à 56 ennua e,, 20 cm s 199 1 80 fiÎ 5
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<tb> Vitesse <SEP> moyenne.
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en om/ainutt 1 b) B m 70 cm e 213 1 97, 5 8397
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<tb> Vitesse <SEP> moyennes
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en an/m3.asüte Gain i 1 1 22 * 24 * 81 . (l'ajoutant . aux 12 Jt 8 pr'oédent.
Boit au total
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<tb> 20%
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On constate en outre que le gain de vite est d'étirage augmente avec l'épaisseur du verre. Accessoire ment on notera que la température du pied de feuille est tombée & 940 C.
Ainsi Ion perfectionnements prévue par l'in- vention permettent d'obtenir une augmentation de la vi- tesse d'étirage de l'ordre de 20 à 24 %.
Il est évident que l'invention n'est pas limi- tée à la réalisation décrite et qu'on peut notamment apporter de nombreuses variantes dans l'exécution du soufflage différentiel,
Ainsi, dans la réalisation des tige -4 à 7, le* tuyères de soufflage sont Installées dans la paroi ver- ticale amont 41 de la chambre 1.
Ces tuyères sont constituées par une rangée de blocs identiques 42 disposés obliquement dans la paroi 41.
Chaque bloc 42 qui est, par exemple, en matiè-
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re réfraotaire ellioo-alumineuee et peut être formé par
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moulage, est percé d'un conduit oentral comprenant de l'extérieur de la chambre 1 un canal cylindrique 43 for- mant une embouchure épanouie 44 de forme pyramidale,
L'alimentation en air est réalisée par de tuyaux 24 pourvus de vannes de réglage comme dans le cas de la Fig. 1.
Les plana axiaux des tuyères précédente sent ! confondus et forment avec la surface 9 du verre un angle a pratiquement compris entre 30 et 40 . l'évasement des embouchures 44 est tel ici que les lames d'air bien ¯que soufflées par les tuyères dans des tranches séparées de l'atmosphère de la chambre, s'interpénétrent latéralement avant de parvenir à la surface 9 du bain. Les veines d'air soufflé formant un angle appréciable avec la ver- tioale, parviennent avec une force vive réduite eu con- tact du bain,
le rapprochement de ces veinee et du bain étant d'ailleurs dû pour une bonne part à la densité plus élevée de l'air frais insufflé qui fait descendre par gravité les filets d'air correspondants,