Trempe du verre par voie thermique.
La présente invention concerne la trempe du verre par voie thermique et, en particulier, des procédés et des appareils pour tremper du verre par voie thermique dans lesquels du verre chaud est refroidi brusquement au moyen d'une matière particulaire.
Traditionnellement, le verre a été trempé par voie thermique par de l'air froid dirigé sur ses surfaces chauffées. Des tentatives visant à augmenter le degré de trempe obtenu par augmentation du débit de l'air de refroidissement, n'ont pas toujours pu être acceptées par l'industrie en raison de détériorations mécaniques des surfaces du verre qui produisent des défauts optiques rendant les feuilles de verre trempé inacceptables comme glaces de véhicules à moteur.
Les brevets anglais n[deg.] 441.017; 449.602 et
440.864 décrivent également des procédés consistant à projeter un liquide assurant un refroidissement brusque sur les surfaces du verre chaud, sous la forme de jets ou d'une fine pulvérisation du liquide.
Il est également connu d'utiliser comme agent de trempe une suspension de matière particulaire dans un flux de gaz. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.423.198 se rapporte à l'utilisation d'une suspension dans un gaz d'un polymère organique en particules, en particulier, d'un caoutchouc de silicone ou d'un polyfluorocarbone. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.764.403 décrit la mise en contact du verre chaud avec une neige de dioxyde de carbone pouvant être sublimée.
L'invention a pour but principal de procurer un procédé et un appareil perfectionnés pour la trempe par voie thermique du verre dans lesquels une matière particulaire est dirigée sur les surfaces du verre afin d'améliorer la dissipation de la chaleur de ces surfaces pendant le processus de trempe.
Suivant l'invention, il est prévu un procédé de trempe du verre par voie thermique au cours duquel le verre chaud est refroidi brusquement au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'on produit un jet de particules aérées serrées les unes contre les autres et on projette ce jet vers le verre à une vitesse assurant que le jet conserve son intégrité dans sa trajectoire en direction du verre.
Le jet de particules présente, de préférence, un taux de lacunes compris entre 0,9 et 0,4. Plus particulièrement, le taux de lacunes peut être compris entre 0,76 et 0,4. La composante perpendiculaire à la surface du verre de la vitesse du jet de particules est, de préférence, d'au moins 1 mètre par seconde.
Pour des articles relativement petits, un seul jet de matière particulaire peut suffire à assurer l'obtention d'une trempe efficace de la totalité de l'article. Pour refroidir brusquement des articles en verre plus importants, par exemple une feuille de verre à utiliser comme glace pour véhicule à moteur, il est préférable de produire plusieurs jets de particules qui sont projetés vers les surfaces du verre.
Pendant le refroidissement brusque, la feuille de verre est de préférence verticale et les jets de particules sont dirigés vers ses surfaces.
En variante, le feuille de verre peut être supportée horizontalement et les jets de particules sont projetés vers le haut et vers le bas vers ses surfaces.
Une autre manière de réaliser l'invention est caractérisée en ce qu'on produit plusieurs jets de particules et on projette ces jets dans un lit de refroidissement brusque de matière particulaire fluidisée par un gaz en direction de la surface du verre qui est immergée dans le lit de refroidissement. Dans le mode de réalisation préféré de ce procédé, la feuille de verre est suspendue verticalement et est immergée dans le lit de refroidissement brusque et des jets de particules sont projetés dans le lit de refroidissement brusque vers les deux surfaces de la feuille.
On produit les jets de particules aérées, de préférence en débitant une matière particulaire aérée pour former les jets.
Les jets de particules peuvent être projetés par des bancs d'ajutages qui communiquent avec une masse d'alimentation de matière particulaire aérée.
Dans un mode de réalisation préféré du procédé, la masse d'alimentation comprend une alimentation en chute de la matière particulaire comprenant du gaz entraîné, du gaz supplémentaire est introduit dans l'alimentation de particules en chute près des ajutages et la hauteur de la masse d'alimentation au-dessus des ajutages ainsi que la pression du gaz d'apport sont réglées pour modifier la vitesse de projection des jets par les ajutages en direction du verre à une valeur qui assure que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire vers la surface du verre.
On peut régler la pression dans la matière aérée près des entrées des ajutages en maintenant une pression au-dessus de la surface de la masse d'alimentation.
Les jets de particules sont, de préférence, projetés par deux bancs verticaux d'ajutages, chaque banc d'ajutages étant alimenté par un flux provenant d'une alimentation en chute libre de matière particulaire aérée, et du gaz supplémentaire est introduit dans les flux près des bancs d'ajutages.
Selon ce procédé on peut, en outre, commuter une alimentation de gaz pour chaque flux en plusieurs endroits qui sont espacés les uns des autres dans le sens vertical près des ajutages pour amorcer la projection de jets de particules vers la feuille de verre suivante à tremper.
La commutation de l'alimentation de gaz vers ces endroits peut être synchronisée de manière sélec-tive et peut débuter à l'endroit inférieur.
L'invention comprend aussi un appareil pour tremper du verre par voie thermique à l'aide du procédé conforme à l'invention, caractérisé par un moyen pour contenir une alimentation de matière particulaire aérée, un moyen pour produire à partir de cette alimentation un jet de particules aérées serrées les unes contre les autres, un moyen pour projeter ce jet vers une surface du verre et un moyen pour régler la vitesse de projection de ce jet.
L'appareil peut comprendre une enceinte destinée à une masse d'alimentation de matière particulaire aérée et un banc d'ajutages raccordé à l'enceinte pour projeter des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres.
Dans une forme d'exécution préférée, l'enceinte est un conduit d'alimentation qui est raccordé à un récipient d'alimentation destiné à contenir une masse de matière particulaire aérée, ce récipient d'alimentation étant placé de manière à produire une charge de pression effective pour l'alimentation des particules, et des tubes poreux pour l'extraction et l'alimentation du gaz sont placés dans le conduit d'alimentation près de l'entrée des ajutages.
Lors de la trempe d'une feuille de verre suspendue, l'appareil peut comprendre deux conduits d'alimentation pourvus chacun d'un banc vertical d'ajutages, ces bancs délimitant, entre leurs extrémités de sortie, un espace de traitement vertical pour la feuille de verre suspendue, et deux récipients d'alimentation raccordés, respectivement, aux conduits d'alimentation.
Des plans inclinés pneumatiques individuels peuvent raccorder les récipients d'alimentation aux conduits d'alimentation correspondants pour maintenir la matière particulaire dans un état aéré lors de son transfert dans les conduits d'alimentation.
L'appareil peut comprendre, en outre, une cuve destinée à recueillir la matière particulaire des jets, des goulottes collectrices pour la matière particulaire montées près de la cuve pour recueillir la matière particulaire qui déborde par-dessus les bords supérieurs de la cuve, et des transporteurs de recyclage qui vont des goulottes collectrices aux extrémités supérieures du ou des récipients d'alimentation pour recycler la matière particulaire qui déborde de la cuve.
Dans une variante, la cuve comprend un dispositif d'alimentation de gaz à sa partie inférieure destiné à créer un lit de refroidissement brusque fluidisé par un gaz dans la cuve, et cette cuve est montée sur un mécanisme élévateur propre à élever la cuve et à l'amener autour du ou des bancs d'ajutages, de telle sorte que les jets puissent être projetés dans un lit fluidisé de refroidissement brusque dans la cuve.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, une enceinte close peut être prévue pour la masse d'alimentation, le banc d'ajutages étant raccordé à un côté de l'enceinte et des moyens d'alimentation de gaz étant raccordés à l'extrémité supérieure de cette enceinte pour mettre sous pression l'espace de l'enceinte situé au-dessus de la masse d'alimentation.
Lors de la trempe par voie thermique de feuilles de verre, deux de ces enceintes fermées doivent être prévues pour deux masses d'alimentation de matière particulaire aérée, chaque enceinte comportant un banc d'ajutages et les bancs d'ajutages étant positionnés de manière à délimiter, entre eux, un espace de traitement pour une feuille de verre chaude.
Pour la trempe d'une feuille de verre supportée horizontalement, deux conduits d'alimentation peuvent être prévus, chaque conduit étant pourvu d'un banc d'ajutages horizontal, ces bancs d'ajutages constituant des bancs supérieur et inférieur qui sont orientés l'un vers l'autre et qui délimitent entre eux un espace de traitement horizontal pour une feuille de verre.
L'invention comprend également du verre trempé par voie thermique obtenu par le procédé décrit ici.
Certaines formes d'exécution de l'invention seront à présent décrites, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'une forme d'exécution de l'appareil conforme.à l'invention pour tremper des feuilles de verre par voie thermique;
la Fig. 2 est une vue en élévation de face, en partie en coupe, de l'appareil représenté sur la Fig. 1.
la Fig. 3 est une vue en plan du dessus de l'appareil représenté sur les Fig. 1 et 2;
la Fig. 4 est une vue en coupe verticale schématique d'une autre forme d'exécution de l'appareil servant à réaliser l'invention;
la Fig. 5 est une vue en coupe verticale schématique d'une autre forme d'exécution de l'appareil conforme à l'invention, pour la trempe par voie thermique d'une feuille de verre disposée horizontalement;
la Fig. 6 est une vue semblable à la Fig. 1 d'une variante de l'appareil représenté sur la Fig. 1 qui comprend un lit de refroidissement brusque fluidisé au moyen d'un gaz, et
la Fig. 7 est une vue en élévation de côté, en partie en coupe, d'une autre forme d'exécution de l'appareil conforme à l'invention.
Comme le montrent les Fig. 1 à 3, une feuille de verre silico-sodo-calcique 1, qui, dans la forme d'exécution représentée est de forme rectangulaire, mais qui pourrait être coupée à la forme d'un parebrise, d'une glace latérale ou d'une lunette arrière d'un véhicule à moteur, est suspendue par des pinces 2 d'une manière classique à un système de suspension 3 qui est lui-même suspendu à une barre à pinces 4. La barre à pinces 4 est suspendue par des câbles de levage 5 à un système de levage 6 de type classique qui est monté au-dessus du ciel d'un four vertical de conception classique, indiqué d'une manière générale par la référence 7. Les câbles de levage 5 traversent des douilles 8 dans le ciel du four 7 et des barres de guidage verticales 9 sur lesquelles la barre à pinces 4 se déplace s'étendent également à travers le ciel du four.
Au bas du four 7 est prévue une embouchure ouverte 10 qui peut être fermée par des portes 11 actionnées hydrauliquement. Le four est monté sur une plate-forme 12 au-dessus de laquelle se trouve une charpente 13 qui porte le système de levage 6.
La plate-forme 12 est montée à l'extrémité supérieure d'une charpente verticale 14 qui se dresse sur le sol 15.
Deux conduits d'alimentation verticaux 28 et
29 comportent chacun un banc d'ajutages 30 et 31, respectivement, qui font saillie vers l'intérieur à partir des faces antérieures des conduits 28 et 29. Les conduits 28 et 29 sont montés sur la charpente 14 et un espace de traitement pour la feuille de verre 1 est défini entre les extrémités de sortie des ajutages.
Les ajutages 30 et 31 de chaque banc sont disposés en un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos" et font saillie sur la face interne verticale des conduits d'alimentation 28 et 29 respectifs, ces conduits ayant une section transversale rectangulaire et s'étendant verticalement vers le bas à partir des extrémités de sortie de plans inclinés pneumatiques individuels 32 et 33, qui partent des extrémités inférieures de récipients d'alimentation verticaux 34 et 35 contenant des colonnes de matière particulaire à amener dans un état aéré aux ajutages 30 et 31.
Le plan incliné pneumatique 32 comporte un fond poreux, indiqué en 36, à travers lequel de l'air est débité par une chambre de distribution 37. De l'air comprimé est introduit dans la chambre de distribution
37 à partir d'une canalisation d'air comprimé 38 par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 39. De l'air est débité près de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 34 par une rampe poreuse 44 en vue d'aérer et de mobiliser la matière particulaire dans le récipient d'alimentation 34. La rampe 40 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 41, à la canalisation d'air comprimé 38.
De même, de l'air comprimé provenant de la canalisation 38 est débité à partir d'une chambre de distribution 42 à travers le fond poreux 43 du plan incliné pneumatique
33 et alimente une rampe poreuse 44 située près de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 35.
Un système de transporteur de recyclage est prévu, comme décrit plus loin, pour maintenir une alimentation de matière particulaire dans l'extrémité supérieure du récipient d'alimentation 34, les particules traversant un filtre à fines mailles 45. La chute de la matière particulaire dans le récipient vertical entraîne de l'air à partir de l'extrémité supérieure du récipient et cet air entraîné, en compagnie de l'air provenant du plan incliné 32, aère efficacement les particules contenues dans le récipient, de sorte qu'elles sont meubles et qu'elles peuvent s'écouler vers le bas comme un fluide.
Cet effet est amélioré par de l'air débité à une pression réglée à travers la rampe poreuse 40 à l'extrémité inférieure du récipient
34 et à travers le fond poreux 36 du plan incliné penumatique 32, afin d'établir un système d'aération équilibré assurant la fluidité des particules qui s'écoulent au moment adéquat dans l'extrémité supérieure du conduit d'alimentation vertical 28.
La hauteur du niveau habituel de la surface 46 de la colonne de matière particulaire dans le récipient vertical 34 au-dessus des ajutages 30 produit en fait une charge de pression dans l'alimentation de particules aux ajutages 30. Dans le cas d'un banc d'ajutages agencé d'une manière particulière quelconque, cette charge de pression contribue à régler la vitesse à laquelle des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont projetés par les ajutages 30 vers le verre à tremper.
Le banc d'ajutages 31 opposé est alimenté, d'une manière analogue, au moyen d'un flux de matière particulaire aérée par le conduit vertical 29 qui s'étend vers le bas à partir du plan incliné pneumatique 33 qui part de l'extrémité inférieure du récipient d'alimentation 35. Un filtre à fines mailles 47 est prévu à l'extrémité supérieure du récipient 35, et le niveau habituel de la surface de la colonne de matière particulaire dans le récipient 35 est indiqué en 48.
Plusieurs tubes d'alimentation de gaz poreux
49, par exemple en métal fritté poreux, sont prévus dans chacun des conduits d'alimentation verticaux 28 et
29. Les tubes 49 s'étendent horizontalement en travers des conduits derrière les ajutages et près de ceux-ci et sont également espacés dans le sens vertical en plusieurs endroits dans chaque conduit. Les tubes 49 peuvent être rapprochés et écartés horizontalement des entrées des ajutages à des fins de réglage. Une extrémité de chaque tube 49 est raccordée, à l'extérieur du conduit dans lequel il est installé, à une valve de commutation 50, par exemple un tiroir, dont une première entrée est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 51, à la canalisation d'air comprimé 38 et dont une seconde entrée est raccordée à une canalisation sous dépression 52. Le fonctionnement du tiroir est commandé par un dispositif à temps 53.
Dans la forme d'exécution représentée, six tubes poreux 49 sont prévus et les dispositifs à temps
53 sont commandés par un contrôleur de séquence électronique de type connu qui régit une séquence de commutation pour l'amenée du gaz de la canalisation 38 aux tubes et pour l'extraction du gaz des tubes à la canalisation sous dépression 52.
Lorsque les tubes 49 sont raccordés par les tiroirs 50 à la canalisation d'alimentation d'air comprimé 38, l'air qui sort par les pores des tubes 49 constitue un apport d'air dans l'alimentation de particules aérées tombant dans les conduits verticaux. La hauteur de chaque lit d'alimentation, désignée par les niveaux 46 et 48 des surfaces des colonnes de matière particulaire, et la pression réglée des alimentations en air commutées des tubes 49 dans chaque conduit 28 et 29 déterminent la pression régnant dans les particules aérées aux entrées des ajutages. Ceci détermine la vitesse à laquelle les jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont projetés par les ajutages 30 et 31 vers les surfaces d'une feuille de verre lorsqu'elle est suspendue dans l'espace de traitement entre les ajutages 30 et 31.
Un tube poreux 54 est prévu à l'extrémité supérieure de chaque conduit d'alimentation 28 et 29, c'est-à-dire dans la région de l'entrée du flux de matière particulaire dans chaque conduit. Chaque tube
54 est raccordé par un tiroir de commutation 55 à la canalisation d'air comprimé 38 et à la canalisation sous dépression 52. Le tiroir 55 est commandé par un dispositif à temps 56.
Des transporteurs à disques verticaux 57 et 58 sont associés chacun à un des récipients d'alimentation
34 et 35, respectivement. Le transporteur 57 s'étend vers le haut à partir d'une trémie 59 vers une sortie
60 qui est placée au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte du récipient d'alimentation 34. La trémie 59 est placée en dessous de l'extrémité de débit d'un plan incliné pneumatique 61, qui est fixé sous un petit angle par rapport à l'horizontale et qui est espacé d'un côté d'une cuve collectrice 62 pour recevoir la matière particulaire qui déborde par-dessus un bord latéral supérieur 63 de la cuve 62. Le transporteur 58 s'étend vers le haut à partir d'une trémie 64 vers une sortie 65 qui est placée au-dessus de l'extrémité supérieure du récipient d'alimentation 35.
La trémie 64 est placée en dessous de l'extrémité de débit d'un plan incliné pneumatique 66, qui est aussi monté sous un petit angle, comme le montre la Fig. 1, et reçoit de la matière particulaire de l'autre bord latéral supérieur
63 de la cuve 62.
Les trémies 59 et 64 comportent des filtres à mailles grossières 67 et 68 que la matière particulaire traverse à partir des extrémités de débit des plans inclinés pneumatiques 61 et 66.
Le cycle de fonctionnement pour la trempe thermique d'une feuille de verre sera à présent décrit.
Initialement, les alimentations réglées d'air comprimé sont fournies aux tubes poreux 40 et 44 situés aux extrémités inférieures des récipients d'alimentation 34 et 35, ainsi qu'aux plans inclinés pneumatiques 32 et 33. Des masses d'alimentation de matière particulaire aérée sont ainsi maintenues dans un état d'attente dans les récipients 34 et 35. Les tubes poreux 49 et 54 sont mis en communication avec la dépression. L'extraction de gaz par les tubes 54 est à même de comprimer la matière particulaire dans la région des sorties des plans inclinés penumatiques 32 et 33 et d'empêcher tout écoulement de la matière particulaire à partir des masses mobiles de matière particulaire aérée dans les récipients d'alimentation.
L'extraction du gaz par les tubes 49 contrecarre toute tendance de la matière particulaire à s'échapper, particule par particule, par les ajutages 30 et 31.
Les portes 11 prévues à la partie inférieure du four sont ouvertes et la barre à pinces 4 est abaissée par le système de levage, de sorte que la feuille de verre 1 à tremper peut être suspendue aux pinces.
Le système de levage 6 est alors actionné pour élever la barre à pinces vers la position dans le four représentée sur les Fig. 1 et 2, et les portes 11 du four sont fermées. Le verre reste dans le four pendant un laps de temps suffisant pour chauffer la feuille de verre à une température proche de son point de ramollissement, par exemple à une température comprise entre
620 et 680[deg.]C, par rayonnement au moyen d'appareils de chauffage électriques prévus dans les parois du four. Lorsque la feuille de verre a atteint une température souhaitée, les portes situées à la partie inférieure du four s'ouvrent et la feuille de verre est rapidement descendue à une vitesse constante dans l'espace de traitement vertical prévu entre les ajutages 30 et 31.
Un mécanisme de freinage dynamique dans le système de levage 6 assure une décélération rapide lorsque le verre atteint sa position indiquée en traits pointillés sur les Fig. 1 et 2, entre les bancs d'ajutages 30 et 31.
Lorsqu'il faut produire des feuilles de verre trempées cintrées, on peut installer des matrices de cintrage, d'une manière connue, entre le four et l'espace de traitement. On commence par faire descendre la feuille de verre chaude dans une position située entre les matrices de cintrage et on fait ensuite avancer les matrices de cintrage de manière qu'elles se referment sur la feuille de verre et qu'elles la cintrent à la forme voulue. On rétracte ensuite les matrices et on descend la feuille de verre dans l'espace de traitement.
En variante ou en outre, la technique de suspension décrite dans le document GB-A-2.038.312 peut être utilisée soit pour contribuer au cintrage lorsque des matrices de cintrage sont utilisées, soit pour effectuer le cintrage de la feuille de verre suspendue.
Lorsque la feuille de verre est immobilisée dans l'espace de traitement, les dispositifs à temps 56 actionnent les valves de commutation 55 qui commutent les tubes 54 de la canalisation à dépression à la canalisation à air comprimé. En même temps, les dispositifs à temps 53 associés aux tubes 49 inférieurs commutent les valves de commutation inférieures 50 de la canalisation à dépression à la canalisation à air comprimé, et l'aération de la matière particulaire stagnante au bas des conduits 28 et 29 débute. La séquence de commutation se poursuit par la commutation rapide des valves 50 restantes sur la canalisation d'air comprimé 38.
La matière particulaire contenue dans les conduits 28 et 29 est instantanément mobilisée et, étant donné que l'écoulement de la matière particulaire aérée des récipients d'alimentation 34 et 35 n'est plus obturé par l'extraction de gaz par les tubes 54, la charge de pression subsistant dans les récipients 34 et
35 est immédiatement efficace et la projection de jets de particules aérées serrées les unes contre les autres est amorcée à partir des bancs d'ajutages vers les surfaces de la feuille de verre.
La charge de pression effective, déterminée par la hauteur de l'alimentation de particules en chute dans les récipients verticaux 34 et 35, et la pression d'air fournie par les tubes poreux 49 déterminent la pression régnant dans les conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 juste derrière les bancs d'ajutages
30 et 31. Des jets de particules aérées serrées les unes contres les autres sont donc projetés par les ajutages 30 et 31 vers les surfaces du verre dans l'espace de traitement à une vitesse qui assure que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire en direction du verre.
La matière particulaire en excès déborde pardessus les bords latéraux 63 et 67 de la cuve 62 et dévale les goulottes pour tomber sur les plans inclinés pneumatiques 61 et 66, qui les introduisent dans les trémies 59 et 64 d'où elles sont recyclées vers les extrémités supérieures des récipients d'alimentation 34 et 35 par les transporteurs 57 et 58. Dès que l'écoulement du flux est amorcé, la reconstitution de la matière particulaire dans les récipients d'alimentation
34 et 35 maintient la hauteur des lits d'alimentation environ aux niveaux statiques des surfaces indiqués en
46 et 48.
Au terme d'une période de trempe pendant laquelle la feuille de verre est refroidie bien en dessous de son point de trempe, et pendant laquelle des contraintes de trempe se développent à mesure que le refroidissement du verre se poursuit vers la température ambiante, le système de commande des dispositifs à temps force les dispositifs à temps 53 et 56 à commuter les valves 50 et 55 sur la dépression, obturant ainsi l'écoulement du flux vers les ajutages en comprimant la matière particulaire dans les conduits 28 et 29 derrière les ajutages et en comprimant la matière dans la région de la sortie de chacun des plans inclinés pneumatiques.
La mobilité dans les masses d'alimentation aérées contenues dans les récipients d'alimentation est conservée. Lorsque l'extraction du gaz par les tubes 54 a obturé l'écoulement de la matière aérée des plans inclinés pneumatiques, des moyens peuvent être prévus pour mettre les tubes 49 à l'atmosphère si la matière, à présent stagnante dans les conduits 28 et 29, n'a pas tendance à s'écouler, particule par particule, par les ajutages inférieurs des bancs.
Un facteur qui, comme on a pu le constater, influence le degré de trempe induit dans le verre est le taux de lacunes de chaque jet de particules, qui est défini ci-après et qui est, de préférence, compris entre 0,9 et 0,4. La pression effective aux entrées des ajutages, et par conséquent la vitesse à laquelle les jets de particules aérées serrées les unes contre les autres sont éjectés des ajutages, est telle que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire vers la surface du verre ainsi que le taux de lacunes requis.
Les facteurs de commande principaux comprennent, par conséquent, la hauteur des lits d'alimentation de matière particulaire aérée, la pression de gaz débitée par les tubes poreux 49 dans les conduits verticaux 28 et 29, le temps pendant lequel les jets sont actifs, et la géométrie des ajutages et des bancs d'ajutages.
Les quantités d'air fournies aux tubes individuels 49 représentés aux dessins ou à des paires de ces tubes, peuvent être modifiées d'une manière indépendante. Ceci permet un réglage indépendant du débit de la matière particulaire passant par des parties des bancs d'ajutages, de sorte que l'unifomité du refroidissement brusque peut être conservée.
Dans une réalisation de l'appareil servant à tremper des feuilles de verre, la longueur de chacun des ajutages des bancs 30 et 31 est de 30 mm et l'alésage de l'ajutage est de 3 mm. Les ajutages sont disposés en un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos", l'espacement entre les ajutages étant de 20 mm x 20 mm. Chaque banc d'ajutages occupe un espace de 1.010 mm x 620 mm et comprend
3.200 ajutages. La distance entre les extrémités des ajutages qui se font face dans les deux bancs est de
115 mm. La hauteur des niveaux des surfaces 46 et 48 de la matière particulaire dans le lit d'alimentation dans les récipients verticaux 34 et 35 est d'environ 2 mètres au-dessus des extrémités supérieures des bancs d'ajutages 30 et 31.
L'espace de traitement de 115 mm de largeur entre les extrémités des ajutages est suffisant pour permettre un refroidissement brusque d'une feuille de verre plane ou d'une feuille qui a été cintrée à la forme courbe convenant habituellement pour un pare-brise de véhicule à moteur.
Les feuilles de verre trempé sont des feuilles de verre silico-sodo-calcique mesurant au total
300 mm x 300 mm. Chaque feuille de verre est chauffée à une température de prérefroidissement brusque, par exemple de 650[deg.]C, et est ensuite refroidie brusquement dans les jets de particules projetés par les ajutages
30 et 31 dans l'espace de traitement.
Chaque jet est projeté vers l'avant vers la surface du verre à une vitesse qui assure que la limite du jet ne devienne pas diffuse et que le jet conserve son intégrité dans sa trajectoire vers la surface du verre. Les jets parviennent habituellement sur la surface du verre avant de s'être incurvés vers le bas dans une mesure substantielle.
On a constaté qu'il est préférable que chaque jet ait un taux de lacunes compris entre 0,9 et 0,4. La composante perpendiculaire à la surface du verre de la vitesse de chaque jet de particules est de moins 1 mètre par seconde.
Le taux de lacunes est une indication des lacunes dans chaque jet de particules. Par exemple pour chaque jet :
<EMI ID=1.1>
où Vn = volume d'une courte longueur du jet, et
Vp = volume de la matière particulaire dans cette courte longueur du jet.
La valeur du taux de lacunes diminue à mesure que le degré de serrage de la matière particulaire augmente et, pour une matière pulvérulente, il tombe à une valeur comprise entre 0,4 et 0,5 environ pour des piles statiques de poudre ou des masses très serrées de poudre qui sont en mouvement. A l'autre extrémité de la gamme, lorsque le taux de lacunes s'élève au-dessus de 0,9 vers la valeur limite de 1,0, qui représente du gaz pur, seule une proportion mineure de poudre est présente dans le flux de gaz.
Les jets de matière particulaire sont dirigés vers les surface du verre pendant une période prédéterminée suffisante pour induire les contraintes de trempe dans le verre et, après cette période, les dispositifs à temps 53 actionnent les valves de commutation 50 et les tubes poreux 49 sont alors, par commutation, mis en communication avec la canalisation sous dépression 52. L'extraction du gaz aux endroits des tubes 49 obture l'écoulement de la matière particulaire par les ajutages et la projection des particules par les ajutages vers le verre cesse rapidement.
Au même instant, le dispositif à temps 56 actionne le tiroir 55 pour commuter les tubes 54 sur la canalisation sous dépression 52. La matière particulaire dans les régions de sortie des plans inclinés pneumatiques 32 et 33 entrave rapidement l'écoulement de la matière particulaire vers les conduits d'alimentation 28 et 29 puis le bloque.
La matière particulaire aérée, dans les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 et dans les récipients d'alimentation 34 et 35, est maintenue dans un état mobile en prévision de la trempe de la feuille de verre suivante.
Au terme d'une opération de trempe, les alimentations d'air comprimé parvenant aux plans inclinés pneumatiques 32 et 33 et aux tubes poreux 40 et 44 peuvent aussi être coupées et la matière particulaire contenue dans les récipients 34 et 35 et dans les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 se dépose, mais doit être réaérée avant l'opération de trempe suivante.
Certains exemples de feuilles de verre trempées par voie thermique par le procédé conforme à l'invention et à l'aide du banc d'ajutages que l'on vient de décrire sont indiqués ci-dessous.
EXEMPLE 1.-
La matière particulaire utilisée est de l'alumine T présentant les propriétés suivantes :
Masse volumique des particules = 1,83 g/cm3
<EMI ID=2.1>
Plusieurs feuilles de verre d'épaisseurs différentes sont chauffées à 650[deg.]C, puis soumises à un
<EMI ID=3.1>
dans les conditions suivantes :
Pression d'alimentation d'air pour les
<EMI ID=4.1>
Le degré de trempe de feuilles de verre de 1,1 à 12 mm d'épaisseur est représenté dans le tableau I.
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
On mesure la contrainte de traction centrale par une technique faisant appel à de la lumière diffuse selon laquelle un faisceau de laser à hélium/néon est dirigé à travers un bord du verre et les franges de retardement sont mesurées dans les premiers 20 à 30 mm de la surface du verre pour donner une mesure de la contrainte de traction centrale moyenne dans cette zone du verre. La contrainte de compression superficielle est mesurée à l'aide d'un réfractomètre superficiel différentiel.
La modification de la pression de l'alimentation d'air parvenant aux tubes d'alimentation 49 a un effet sur la vitesse de sortie des jets d'alumine projetés par les ajutages et sur le taux de lacunes de chaque jet, représentés dans le tableau II, qui indique les résultats pour la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm et de 3 mm d'épaisseur qui ont été chauffées à une température de prérefroidissement brusque de 650[deg.]C.
TABLEAU II
<EMI ID=7.1>
Ces résultats indiquent qu'une augmentation de la pression d'alimentation d'air de 0,035 MPa à 0,276 MPa entraîne une augmentation de la vitesse des jets de particules à la sortie des ajutages de 1,12 m/s à 2,3 m/s. Le taux de lacunes est compris entre 0,533 et 0,714. Le débit massique de l'alumine ( dans chaque jet passe de 4,34 à 11,73 g/s. Les jets conservent leur intégrité et frappent la surface du verre avant que leur trajectoire se soit incurvée de manière appréciable vers le bas, de sorte que la composante perpendiculaire à la surface du verre de la vitesse d'impact de chaque jet sur le verre n'est pas sensiblement inférieure à la valeur mesurée aux sorties des ajutages.
La composante perpendiculaire est, de préférence, d'au moins 1 m/s et, pour éviter toute détérioration du verre, on a constaté qu'il est préférable que la composante de vitesse perpendiculaire à la surface du verre ne dépasse pas 5 m/s.
A une température plus élevée du verre, par exemple de 670[deg.]C, un degré de trempe quelque peu accru est produit. Par exemple, une contrainte de traction centrale de 87 MPa est induite dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur lorsque la pression d'alimentation d'air des tubes 45 est de 0,276 MPa. Dans les mêmes conditions, une contrainte de traction centrale de 75 MPa est induite dans une feuille de 2,3 mm d'épaisseur.
Il faut prendre soin d'assurer que les surfaces du verre ne soient pas détériorées par une vitesse trop élevée de la matière particulaire qui les frappent tandis qu'elles sont chaudes et vulnérables. La limite de vitesse supérieure de 5 m/s paraît être adéquate.
Un espacement entre les extrémités des ajutages descendant jusqu'à environ 50 à 60 mm peut être utilisé. A mesure que l'espacement augmente, le degré de trempe de la feuille de verre diminue, à condition que toutes les autres conditions restent constantes.
Pour démontrer cette particularité, on modifie l'écartement des ajutages de 60 à 200 mm lors de la trempe de feuilles de verre de 2,3 mm chauffées à
650[deg.]Cm avec une pression d'alimentation d'air dans les tubes 45 de 0,172 MPa. Les résultats sont indiqués dans le tableau III.
T A B L E A U III
<EMI ID=8.1>
Ceci indique qu'une variation de l'écartement des ajutages dans l'intervalle d'environ 120 mm à environ 60 mm fournit une autre manière intéressante de modifier la vitesse des jets lorsqu'ils frappent le verre et ainsi de modifier les contraintes induites dans le verre.
Un écartement des ajutages de 200 mm suffit pour traiter de 80 à 90% de l'éventail habituel de feuilles de verre cintrées pour des pare-brises de véhicules à moteur et 95% des feuilles de verre habituelles prévues pour des glaces latérales et des lunettes arrière de véhicules.
EXEMPLE 2. -
On effectue des essais semblables à ceux de l'exemple 1 à l'aide de trihydrate d'alumine
(A1203.3H20) présentant les propriétés suivantes :
Masse volumique des particules = 2,45 g/cm<3> Granulométrie des particules = 20 /um à 160 /um Granulométrie moyenne = 86 /um
On chauffe un certain nombre de feuilles de verre d'épaisseurs différentes à 650[deg.]C, puis on les refroidit brusquement au moyen de jets de trihydrate d'alumine dans les conditions suivantes :
<EMI ID=9.1>
Le degré de trempe de feuilles de verre de 1,1 mm à 12 mm d'épaisseur est représenté dans le tableau IV.
TABLEAU IV
<EMI ID=10.1>
On est à nouveau parvenu à démontrer comment la variation de la pression de l'alimentation d'air des tubes 49 affecte la vitesse de sortie des jets projetés par les ajutages, le taux de lacunes des jets et le degré de trempe des feuilles. Les résultats, avec des feuilles de verre de 2 mm, 2,3 mm et 3 mm d'épaisseur, chauffées à 650[deg.]C, sont semblables à ceux obtenus au moyen d'alumine 3 et sont indiqués dans le tableau V.
TABLEAU V
<EMI ID=11.1>
Ces résultats montrent que lorsqu'on utilise du' trihydrate d'alumine, une augmentation de la pression de l'alimentation d'air dans les tubes 49 de 0,035 MPa à 0,276 MPa entraîne une augmentation de la vitesse de sortie des ajutages de 1,13 m/s à 2,51 m/s. Le taux de lacunes est compris entre 0, 66 et 0, 736. Le débit massique du trihydrate d'alumine dans chaque jet est porté de 5,65 g/s à 12,44 g/s et les jets ont la même forme que dans l'exemple 1.
A une température plus élevée du verre, par exemple de 670[deg.]C, une contrainte de traction centrale supérieure de 87 MPa est obtenue dans une feuille de verre de 3 mm d'épaisseur lorsque la pression d'alimentation d'air est de 0,276 MPa.
EXEMPLE 3.-
Avec le même banc d'ajutages et les mêmes dimensions, on utilise un mélange de 95% en volume du trihydrate d'alumine de l'exemple 2 avec 5% en volume de bicarbonate de soude pour tremper des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur mesurant au total
300 mm x 300 mm. Le bicarbonate de soude a une granulométrie moyenne de 70 /um et une masse volumique de 2,6 g/cm<3>. On atteint des contraintes supérieures à celles atteintes par un refroidissement brusque au moyen de trihydrate d'alumine seul. Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau VI.
T A B L E A U VI
<EMI ID=12.1>
Des contraintes encore plus élevées sont produites dans du verre de 3 mm d'épaisseur dans les mêmes conditions que celles indiquées dans le tableau VII.
T A B L E A U VII
<EMI ID=13.1>
EXEMPLE 4.-
On utilise un banc d'ajutages semblable à celui utilisé pour les exemples 1 à 3, mais l'alésage des ajutages est de 2 mm.
On utilise le même trihydrate d'alumine que celui de l'exemple 2.
On chauffe des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur à 650[deg.]C, puis on les refroidit brusquement au moyen de jets du trihydrate d'alumine. Les conditions de travail et les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau VIII.
T A B L E A U VIII
<EMI ID=14.1>
EXEMPLE 5.-
Avec le même banc d'ajutages que celui des exemples 1 à 3, la matière particulaire utilisée pour tremper par voie thermique une feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur est de la poudre de "Fillite", qui comprend des sphères de verre creuses obtenues à partir de cendres de combustible pulvérisé de chaudières de centrales électriques présentant les caractéristiques suivantes :
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
La pression d'alimentation d'air des tubes d'alimentation 45 est réglée de manière à produire des jets de la "Fillite" ayant une vitesse de sortie des ajutages de 1,4 m/s et un taux de lacunes de 0,76.
La feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur est chauffée à 650[deg.]C avant refroidissement brusque et la contrainte de traction centrale dans la feuille de verre trempé est de 58 MPa.
EXEMPLE 6.-
Avec le même banc d'ajutages que celui des exemples 1 à 3, la matière particulaire utilisée est du sable de zircon d'une granulométrie de 0,104 mm présentant les caractéristiques suivantes :
Masse volumique des particules = 5,6 g/cm<3> Granulométrie des particules 30 /um à 160 /um Granulométrie moyenne des particules = 110 /um
Les résultats obtenus lors de la trempe de feuille de verre de 2,3 mm d'épaisseur sont résumés dans le tableau IX.
TABLEAU IX
<EMI ID=17.1>
EXEMPLE 7.-
En modifiant la conception des ajutages sans modifier les pressions d'alimentation d'air des tubes
49, on constate que des vitesses de sortie plus élevées pourraient être atteintes.
On démontre cette possibilité en utilisant le même trihydrate d'alumine que celui de l'exemple 2 projeté par deux bancs d'ajutages verticaux.
Dans chaque banc, les ajutages sont disposés selon un motif correspondant à celui du numéro "cinq d'un jeu de dominos" et l'espacement entre les ajutages est de 20 en 20 mm. La longueur de chaque ajutage est de 55 mm et l'alésage de l'ajutage est de 3 mm. Chaque banc occupe un espace de 1.010 mm x 620 mm et la distance entre les extrémités des ajutages qui se font face dans les deux bancs est de 85 mm.
Des feuilles de verre de 2,3 mm d'épaisseur sont chauffées à 630[deg.]C, 650 [deg.]C et 670 [deg.]C et sont refroidies brusquement par des jets de trihydrate d'alumine projetés à partir de ce banc avec des pressions d'alimentation d'air de 0,103 MPa, 0, 172 MPa et 0,276 MPa qui sont utilisées dans les essais de l'exemple 2.
Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau X.
TABLEAU X
<EMI ID=18.1>
Dans ces exemples, des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres avec un taux de lacunes compris entre 0,87 et 0,53 sont efficaces.
On a constaté qu'un taux de lacunes compris entre 0,76 et 0,4 donne de bons résultats.
On peut obtenir des effets de trempe différentielle, par exemple pour produire des zones de vision dans une feuille de verre à incorporer dans un parebrise, en disposant les ajutages de chaque banc selon le motif souhaité de régions à contraintes accrues à induire dans la feuille de verre, ces régions à contraintes accrues étant dispersées parmi les régions à contraintes de trempe moins élevées qui garantissent une vision adéquate dans le cas d'un bris de la feuille.
Le verre chaud suspendu peut être transporté horizontalement à travers l'espace de traitement entre les bâtis verticaux. Selon un autre mode de travail, les feuilles de trempe à tremper peuvent être supportées sous un certain angle par rapport à la verticale, par exemple sous un angle de 45[deg.] par rapport à la verticale, et peuvent être déplacées suivant un trajet horizontal entre des bancs d'ajutages à travers un espace de traitement qui est orienté sous un même angle par rapport à la verticale.
Certains ajutages peuvent être pointés vers l'intérieur, de manière à projeter des jets de particules vers les bords de la feuille de verre et à améliorer les contraintes produites dans ces bords. Dans une autre réalisation, les ajutages situés dans les régions marginales des bancs peuvent être dirigés vers l'intérieur pour provoquer un écoulement qénéralisé vers le centre de la feuille de verre en cours de trempe.
Une autre forme d'exécution de l'appareil servant à réaliser l'invention est illustrée sur la Fig. 4.
Deux enceintes 69 et 70 contenant une matière particulaire fluidisée comportent des parois latérales
71 et 72 qui sont perforées. Les bancs d'ajutages 30 et
31 font saillie sur ces parois latérales. L'écartement entre les extrémités des ajutages est de 110 mm et la feuille de verre 1 à tremper par voie thermique est descendue dans l'espace de traitement formé entre les extrémités des ajutages.
Des particules aérées sont fournies à chaque ajutage 30 et 31 au départ de la matière particulaire fluidisée contenue dans les enceintes 69 et 70.
Une membrane poreuse 73 au bas de l'enceinte
69 forme la paroi supérieure d'une chambre de surpression 74 dans laquelle de l'air de fluidisation est introduit par une conduite d'alimentation 75. L'extrémité supérieure de l'enceinte 69 est fermée par une paroi supérieure 76 qui comporte une lumière d'admission 77 raccordée à un conduit de remplissage 78 comprenant une valve 79. La matière particulaire est introduite dans l'enceinte 69 par le conduit 78 lorsque la valve 79 est ouverte. Un conduit d'air 80 communique avec une ouverture prévue dans la paroi supérieure 76. Le conduit 80 contient une valve 81 au moyen de laquelle l'espace supérieur de l'enceinte 69 peut être raccordé à une conduite de pression 82 ou peut être mis en communication avec une conduite d'échappement 83.
Un autre conduit 84 est raccordé à une ouverture prévue dans la paroi supérieure 76 près de la paroi latérale 71 de l'enceinte 69. Le conduit 84 forme une sortie située au-dessus d'une partie du lit fluidisé dans l'enceinte 69, qui est séparée de la partie principale du lit par une chicane 85 s'étendant vers le bas à partir de la paroi supérieure 76. L'extrémité inférieure de la chicane 85 est espacée au-dessus du fond poreux 73 de l'enceinte, de manière à fournir un trajet, indiqué par la flèche 86, permettant au flux de matière particulaire fluidisée de passer de la partie principale de l'enceinte dans l'espace compris entre la chicane 85 et la paroi latérale 71 de cette enceinte pour alimenter les ajutages 30 en particules aérées. L'air de fluidisation en excès est évacué par le conduit 84.
Les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour la structure de la paroi supérieure avec ses conduits d'entrée et de sortie à l'extrémité supérieure de l'autre enceinte 70 identique à l'enceinte 69.
Dans le bas de l'enceinte 70 se trouve une membrane poreuse 87 à travers laquelle de l'air de fluidisation est fourni à partir d'une chambre de surpression 88 qui comporte sa propre alimentation d'air 89. Un flux de particules aérées est fourni de l'enceinte 70 en dessous de l'extrémité inférieure de la chicane 85, comme indiqué par la flèche 86, pour alimenter les ajutages 31. Lorsqu'une quantité adéquate de la matière particulaire choisie a été introduite dans les deux enceintes 69 et 70, les valves 79 sont fermées et les valves 81 raccordent les conduites de pression 82 aux conduits 80, de sorte qu'une pression est maintenue au-dessus des lits fluidisés dans les enceintes 69 et 70.
La pression des alimentations d'air de fluidisation parvenant par les conduits 75 et 89 dans les chambres de surpression 74 et 88, est telle que la matière particulaire, dans les enceintes 69 et
70, se trouve dans un état fluidisé adéquat en dépit de la pression indiquée par les flèches 90 qui est maintenue dans les espaces supérieurs au-dessus des deux lits fluidisés.
En réglant la pression de l'alimentation d'air de fluidisation par les conduits 75 et 89 par rapport aux pressions 90 maintenues au-dessus des surfaces des lits d'alimentation fluidisés, on règle la pression dans les particules aérées qui parviennent aux bancs d'ajutages 30 et 31 pour assurer que des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres soient projetés vers les surfaces du verre à une vitesse garantissant que les jets conservent leur intégrité dans leur trajectoire vers la surface du verre. La commutation des alimentations d'air est commandée d'une manière semblable à celle décrite à propos de la forme d'exécution des Fig. 1 à 3.
La matière particulaire débitée par les ajutages 30 et 31 est recueillie et est introduite dans une cuve de stockage distincte pour être renvoyée au moment voulu dans les conduits 78 des enceintes 69 et 70.
La présence des chicanes 85 permet au niveau de la matière particulaire fluidisée dans les enceintes
69 et 70 de descendre sans nuire à l'effet de trempe qui est réalisé, car une pression constante est maintenue dans les espaces supérieurs au-dessus des surfaces de la matière fluidisée dans les enceintes 69 et
70. L'évacuation du gaz par les conduits 84 contribue à régler la pression dans les particules aérées parvenant aux ajutages.
La Fig. 5 des dessins illustre une autre forme d'exécution de l'invention convenant pour la trempe par voie thermique d'une feuille de verre 91 supportée horizontalement.
Des conduits d'alimentation 92 et 93 disposés horizontalement qui contiennent de la matière particulaire fluidisée comportent des bancs d'ajutages horizontaux supérieur et inférieur 30, 31, respectivement.
Les ajutages 30 font saillie vers le bas à partir de la face inférieure du conduit d'alimentation
92 et les ajutages 31 font saillie vers le haut à partir de la face supérieure du conduit d'alimentation
93. Un espace de traitement horizontal pour une feuille de verre 1 est délimité entre les extrémités des ajutages.
Un récipient d'alimentation vertical 94 communique avec le conduit d'alimentation supérieur 92 par sa face supérieure, et un récipient d'alimentation
95 communique avec le conduit d'alimentation inférieur
93 par un côté. Des tubes poreux 96 sont prévus dans chacun des conduits d'alimentation 92 et 93.
Des tubes poreux supplémentaires 97 et 98 sont prévus à la base du récipient d'alimentation 95, le tube 98 étant raccordé en parallèle avec les tubes 96 du conduit d'alimentation 93.
Avant de traiter une feuille de verre, on commute la dépression sur les tubes 96 dans les conduits d'alimentation 92 et 93. La dépression est également commutée sur le tube 98 à la base du récipient d'alimentation 95.
La matière particulaire contenue dans les conduits d'alimentation 92 et 93 est ainsi maintenue dans un état non aéré compacté. De l'air est introduit sans interruption dans le tube 97 à la base du récipient d'alimentation 95, de telle sorte que la matière particulaire contenue dans le récipient 95 est maintenue aérée dans un état d'attente.
Une feuille de verre 91, qui a été chauffée à une température de prérefroidissement brusque, est supportée sur un châssis 99 et est introduite dans l'espace de traitement horizontal. De l'air est alors introduit dans les tubes 96 dans le conduit d'alimentation supérieur 92 et dans les tubes 96 ainsi que dans le tube 98 du conduit d'alimentation inférieur 93.
L'aération de la matière particulaire, dans les conduits d'alimentation 92 et 93, est telle que l'effet de trempe de la matière particulaire, qui est projetée vers le bas par les ajutages 30 sur la face supérieure de la feuille de verre, est en substance identique à l'effet de trempe de la matière particulaire qui est projetée vers le haut par les ajutages 31 vers la face inférieure de la feuille de verre.
La Fig. 6 illustre, dans une vue semblable à la Fig. 1, une autre manière de mettre l'invention en oeuvre, selon laquelle les conduits d'alimentation 28 et 29 sont immergés dans un lit de refroidissement brusque de la matière particulaire fluidisé au moyen d'un gaz dans lequel la feuille de verre chaude 1 est descendue. Les jets sont projetés par les ajutages dans le lit fluidisé à une vitesse assurant que chaque jet conserve son intégrité dans sa trajectoire à travers le lit fluidisé en direction du verre.
Les bancs d'ajutages 30 et 31 et l'alimentation de la matière particulaire fluidisée sont identiques à ceux décrits avec référence aux Fig. 1 à 3.
Sur le sol 15, dans la charpente 14, se trouve une table de levage 100 montée sur un mécanisme à ciseaux et entourée par un soufflet 101. La table 100 est indiquée en traits interrompus dans sa position abaissée. Sur la table 100 est placée une cuve 102 destinée à un lit de refroidissement brusque fluidisé au moyen d'un gaz de la même matière particulaire que celle qui est fournie aux ajutages 30 et 31. La section horizontale de la cuve est rectangulaire et son extrémité supérieure est ouverte. Le fond de la cuve est formé par une membrane poreuse dont la position est indiquée par la référence 103. Cette membrane poreuse
103 est également la paroi supérieure d'une chambre de surpression qui est indiquée d'une manière générale par la référence 104.
La chambre de surpression 104 est divisée en trois parties par des cloisons et comprend une partie médiane comportant sa propre alimentation d'air et placée en dessous de l'espace de traitement, et deux parties extérieures comportant une alimentation d'air commune. De l'air est fourni à une pression relativement élevée à la partie médiane de la chambre de
<EMI ID=19.1>
La porosité de la membrane 103 est telle que le flux d'air subit une perte de pression élevée à la traversée de la membrane. La pression de l'alimentation d'air dans la partie médiane de la chambre de surpression est telle que la partie médiane du lit fluidisé dans la cuve 102 se trouve dans un état de fluidisation particulaire calme uniformément expansé. La quantité de la matière particulaire, qui est initialement présente dans la cuve 102, est telle que, lorsque de l'air de fluidisation est introduit dans la chambre de surpression 104, le niveau de la surface calme du lit fluidisé se trouve environ à la mi-hauteur de la cuve.
Des tubes de refroidissement, non représentés, peuvent être montés dans la cuve près de ses parois latérales pour maintenir le lit fluidisé à une température de refroidissement brusque adéquate, par exemple de l'ordre de 60 à 80[deg.]C.
En actionnant la table élévatrice 100 au moyen du mécanisme à ciseaux, on élève la cuve 102 de sa position inférieure vers sa position supérieure, représentée en traits pleins. Les deux conduits d'alimentation verticaux 28 et 29 sont immergés dans le lit fluidisé et le déplacement de la matière fluidisée par les conduits est tel que le lit fluidisé remplit alors la cuve et peut déborder légèrement par-dessus le bord supérieur de cette cuve.
Le plan incliné pneumatique 61 est espacé d'un côté de la cuve 102 pour recevoir la matière particulaire qui déborde par-dessus le bord supérieur de la cuve dans deux goulottes collectrices 105. Quatre goulottes 105 sont fixées à la cuve et ces goulottes encerclent ensemble la totalité du bord supérieur de la cuve. Les deux autres goulottes collectrices 105 débitent de l'air sur les plans inclinés pneumatiques
66. Chacune des goulottes est dirigée vers le bas vers un étranglement 106 auquel une buse 107 est articulée. Lorsque la cuve 102 est élevée ou abaissée, les buses
107 pivotent vers le haut, et lorsque la cuve se trouve dans sa position supérieure, les buses pivotent vers le bas de manière à venir se placer au-dessus des plans inclinés pneumatiques 61 et 66.
Le cyle de fonctionnement est semblable à celui décrit pour la forme d'exécution des Fig. 1 à 3. Lorsque les portes 11 du four ont été fermées et que la feuille de verre suspendue est chauffée dans le four, la table élévatrice est actionnée au moyen de son mécanisme à ciseaux pour amener la cuve dans sa position supérieure. Les buses 107 sont relevées, de telle sorte qu'elles soient dégagées des plans inclinés pneumatiques 61 et 66. Aussitôt que la table 100 commence à monter, les transporteurs 57 et 58 sont mis en route. Lorsque la cuve se trouve dans sa position supérieure, les alimentations d'air de la chambre de surpression 104 sont ouvertes.
L'air introduit dans la chambre de surpression
104 fluidise la matière particulaire contenue dans la cuve 102, la matière particulaire contenue dans l'espace de traitement entre les bancs d'ajutages se trouvant dans un état uniformément expansé de fluidisation particulaire calme.
Les portes 11 du four s'ouvrent à ce moment et la feuille de verre chaude est descendue rapidement à une vitesse constante dans l'espace de traitement. Dès que le bord inférieur de la feuille de verre a franchi vers le bas la surface supérieure calme horizontale de la matière particulaire fluidisée, de l'air est introduit dans les tubes poreux 49 et dans les plans inclinés pneumatiques 52 et 57. La matière particulaire aérée s'écoule des récipients d'alimentation 34 et 35 vers les ajutages à une pression telle que des jets cohérents de la matière particulaire soient projetés vers la feuille de verre à travers la matière fluidisée calme contenue dans l'espace de traitement.
La matière particulaire déborde par-dessus le bord supérieur de la cuve et est recyclée vers les récipients d'alimentation 34 et 35 en vue de maintenir les niveaux de surfaces statiques des lits fluidisés d'alimentation.
Le lit fluidisé calme dans la cuve 102 communique lui-même un niveau de contraintes de base à la feuille de verre et la transmission de la chaleur des surfaces de la feuille de verre est renforcée par l'effet des jets submergés des ajutages qui frappent les surfaces de la feuille de verre, favorisent une agitation localisée de la matière particulaire au niveau de ses surfaces et produisent un motif de contraintes de la feuille de verre plus uniforme que celui produit par les jets de matière particulaire seuls.
La Fig. 7 illustre un autre appareil conforme à l'invention servant à cintrer et à tremper des feuilles de verre.
Les mêmes chiffres de référence sont utilisés sur la Fig. 7 et sur les Fig. 1 à 3 pour indiquer les mêmes parties ou des parties semblables.
Le four 7 est installé au bas de l'appareil et des matrices de cintrage 108 et 109 sont montées audessus de l'embouchure 10 du four.
Les conduits d'alimentation 28 et 29 avec leurs bancs d'ajutages 30 et 31 sont les sections inférieures de conduits verticaux dont les sections supérieures constituent les récipients d'alimentation
34 et 35. Les plans inclinés pneumatiques 32 et 33 de la forme d'exécution des Fig. 1 à 3 ne sont plus nécessaires.
L'aération de la matière particulaire dans chacune des parties d'alimentation supérieures 34 et 35 des conduits est assurée par deux paires de tubes poreux 40. Une paire de tubes 40 est montée environ à mi-hauteur de chaque section supérieure. La paire inférieure de tubes 40 est montée près de l'extrémité inférieure de la section supérieure. Chaque paire de tubes 40 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 41, à la canalisation d'air comprimé 38. L'alimentation d'air comprimé fournie de manière ininterrompue aux tubes 40 maintient la masse d'alimentation de matière particulaire dans les sections supérieures prête dans un état aéré.
A la partie supérieure de chaque section inférieure 28 et 29, juste au-dessus des bancs d'ajutages 30 et 31, sont montés trois tubes poreux 54 qui sont raccordés en parallèle à une valve de commutation
55 commandée par un dispositif à temps 56. Une entrée de la valve 55 est raccordée directement à la canalisation sous dépression 52. L'autre entrée de la valve
55 est raccordée, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 114, à la canalisation d'air comprimé 38.
Dix tubes poreux 49 espacés verticalement sont prévus dans chacune des sections inférieures 28 et 29 et sont raccordés par paires à des valves de commu-tation 50, qui sont commandées par des dispositifs à temps 53 et qui comportent des entrées raccordées directement à la canalisation sous dépression 52 et des entrées raccordées, par l'intermédiaire de régulateurs de pression 51, à la canalisation d'air comprimé 38.
Le fonctionnement de cet appareil est semblable à celui de l'appareil des Fig. 1 à 3. La commutation de la dépression sur les bancs de trois tubes poreux 54, dans la région de sortie des sections d'alimentation supérieures 34 et 35 des conduits verticaux, sert à assurer une compression positive de la matière particulaire dans les régions au-dessus desquelles les masses d'alimentation aérées sont supportées jusqu'à ce qu'un flux ou un écoulement soit requis.
La feuille chaude 1 est élevée à partir du four vers la position de cintrage située entre les matrices 108 et 109 qui se ferment sur la feuille. Lorsque les matrices sont ouvertes, la feuille cintrée, qui est encore chaude, est élevée vers la position représentée dans l'espace de traitement entre les bancs d'ajutages 30 et 31.
Une goulotte collectrice de poudre 115 se déplace en dessous des bancs d'ajutages et les valves
55 commutent alors l'air comprimé vers les tubes 54. Ceci libère les masses d'alimentation de matière particulaire aérée dans les sections supérieures 34 et
35, et l'écoulement en chute de la matière dans les conduits verticaux est amorcé pour alimenter les jets projetés par les ajutages à la suite de la commutation séquentielle de l'air comprimé vers les tubes 49 qui débute lorsque le dispositif à temps 56 actionne la valve 55.
Dans chaque forme d'exécution, la section transversale des ajutages peut être différente d'une section circulaire, par exemple elle peut être ovale. En lieu et place d'ajutages, les faces antérieures des conduits d'alimentation 28 et 29 peuvent être pourvues de bancs d'ouvertures en forme de boutonnières ou de fentes qui sont à même de produire des jets de particules aérées serrées les unes contre les autres à projeter vers la surface du verre.
L'invention produit des feuilles de verre trempées par voie thermique présentant des valeurs élevées de contrainte de traction centrale et des valeurs élevées proportionnelles de contrainte de compression superficielle. La contrainte de traction centrale est une indication de la résistance élevée du verre trempé.
Par exemple, des contraintes de traction centrale comprises entre 114 MPa et 128 M Pa ont été produites dans des feuilles de verre d'une épaisseur comprise entre 6 et 12 mm au moyen du procédé conforme à l'invention.
Des feuilles de verre plus minces d'une épaisseur comprise entre 2 et 3 mm et présentant une contrainte de traction centrale comprise entre 60 MPa et 92 MPa ont été produites au moyen de l'invention de même que des feuilles d'une même épaisseur présentant une contrainte de traction centrale inférieure à
60 MPa, par exemple jusqu'à environ 46 MPa.
Des feuilles de verre encore plus minces peuvent être trempées par voie thermique jusqu'à une résistance élevée par le procédé conforme à l'invention. Par exemple, du verre trempé de 1,1 mm d'épaisseur a été produit avec une contrainte de traction centrale atteignant 53 MPa.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour tremper du verre par voie thermique dans lequel le verre chaud est refroidi brusquement au moyen d'une matière particulaire, caractérisé en ce qu'on produit un jet de particules aérées serrées les unes contre les autres et on projette ce jet vers le verre à une vitesse telle que le jet conserve son intégrité dans sa trajectoire en direction du verre.