Procédé et appareil pour former le verre en feuille. Cette invention comprend un procédé de fabrication du verre en feuille et un appareil pour l'exécution de ce procédé.
Selon ce dernier, on produit du verre fondu dans un four à cuve continu, on fait mouvoir ce verre fondu jusqu'à une partie d'affinage de la cuve et on fait couler vers le bas, sous forme d'une feuille, du verre provenant de la masse de verre affiné.
Une manière avantageuse d'exécuter ce procédé est de faire couler le verre fondu sur le sommet d'une plaque en forme de coin placée verticalement et en dirigeant ce verre fondu en quantités égales, de haut en bas, sur et le long des côtés convergents opposés de ce coin à l'écart du bord inférieur duquel les deux nappes de verre combinées sont tirées sous forme d'une feuille unique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil pour la réalisation de ce procédé.
Fig. 1 est une coupe verticale centrale d'un premier exemple; Fig. 2 est une coupe prise approximative ment suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; - Fig. 3 est une coupe verticale centrale d'une autre forme de réalisation; Fig. 4 est une coupe verticale prise approximativement suivant la ligne 4-4 de la fig.-3; Fig. 5 est une coupe verticale fragmen taire d'une troisième forme de réalisation;
Fig. 6 est une coupe verticale d'une autre disposition du coin servant à former le verre; Fig. 7 est une coupe centrale, à plus grande échelle, d'un des rouleaux d'étirage et de guidage.
Dans les fig. 1 et 2, 10 désigne un four à cuve continu, le verre fondu 11 étant d'abord produit dans l'extrémité de fusion du four, laquelle extrémité, non représentée, est située à droite de la fig. 1, ce verre se mouvant alors lentement: à travers -le four jusqu'à l'extrémité d'affinage 12. L'extré mité d'affinage 12 reçoit une profondeur un peu plus faible -que la partie principale de la cuve de façon à arrêter les couches inférieures extrêmes de-verre qui peuvent ne 'pas être à un état convenable pour la fabrication d'une feuille de verre de bonne qualité.
Il est en outre prévu un registre réglable<B>1.3</B> à l'entrée de l'extrémité d'affinage de la cuve pour arrêter les couches supérieures extrêmes du courant de verre qui pourraient être indé sirables ou retarder le mouvement de ces cou ches. Près de l'extrémité d'affinage de la cuve il est prévu, dans la paroi inférieure de cette cuve, une ouverture allongée 14 à tra vers laquelle passe le verre, la section de passage de cette ouverture étant réglée par un obturateur 1.5, ce qui permet de régler la quantité de verre fondu passant vers le bas à l'extérieur de la cuve.
Le verre fondu 11, après avoir passé à travers l'ouverture 14, traverse une chambre de chauffage à paroi 16. L'enveloppe 16 est portée par une boîte métallique externe 17 supportée en 18 par des poutrelles horizon tales convenables 19. La température régnant à l'intérieur de l'enveloppe 16 peut être réglée à l'aide de brûleurs convenables 20.
Dans l'enveloppe 16 est montée une se conde enveloppe 21. qui est déplaçable ver ticalement et s'adapte à la façon d'un téles cope à l'intérieur de l'enveloppe 16. Cette seconde enveloppe est entourée et supportée par une gaine métallique 22 munie de con soles de support 22a à. ses quatre coins infé rieurs. A l'extrémité supérieure de l'enve loppe 21 est monté un récipient ou organe de distribution réfractaire 23 comportant une trémie 24 ouverte vers le haut pour recevoir le courant descendant de verre fondu.
La trémie 24 est destinée à contenir une masse de verre fondu 25 de laquelle le verre des cend à une fente distributrice 26 et de celle- ci sur l'extrémité supérieure de la. plaque ou organe 27 servant à donner au verre la forme d'une feuille.
La plaque 27 a sensiblement. la forme d'un coin présentant, dans sa partie supé rieure plus épaisse une rigole longitudinale 28, destinée à recueillir le verre descendant à travers la fente distributrice 26. Lorsque le verre fondu de la rigole 28 se déverse en couches minces 29 descendant sur les parties latérales opposées du coin, lesquelles parties convergent vers l'intérieur, les nappes 29 s'unissent au bord inférieur 30 du coin et sont tirées à l'écart de ce bord sous forme d'une feuille de verre 81. .
Des brûleurs convenables 32 dirigent leurs flammes contre les nappes de verre 29 pour maintenir le verre à la température conve nable et aussi pour maintenir les tempéra tures convenables dans la chambre 33 limitée par l'enveloppe 21.
Deux appareils de chauffage, représentés ici sous forme de rampes à gaz 34, peuvent être placés au-dessous de la fente 14 de façon que leurs flammes lèchent directement les sur faces de la nappe (le verre fondu. Ces flam mes chauffent d'une façon intense les sur faces de la nappe de verre fondu et amènent ces surfaces à un état fluide tel qu'il ne peut. pas se former de verre froid le long des bords de la fente 14.
Pour diminuer un peu la température du verre fondu dans la rigole 2.8, afin qu'il soit, à l'état qui convient pour descendre le long des côtés du coin 27, deux dispositifs de refroidissement 35 sont placés à l'intérieur de la chambre 33 près des bords supérieurs du coin<B>27.</B> Ces dispositifs sont constitués par des boîtes métalliques creuses à travers lesquelles circule un fluide refroi dissant constamment renouvelé.
On a représenté une forme convention nelle de mécanisme à étirer, à savoir deux bandes sans fin actionnées 36, mais il est évident qu'on pourrait employer n'importe quel type approprié de mécanisme à étirer. Le dispositif d'étirage est placé à, une dis tance assez grande au-dessous du point oü la feuille quitte l'organe directeur 2 7 pour permettre aux surfaces de la, feuille de se refroidir et de se solidifier afin de réduire au minimum les risques de détérioration de la feuille par son contact avec ledit dispo sitif.
Des moyens d'étirage et de guidage addi tionnels sont prévus sous forme de rouleaux métalliques 3 7 disposés aux bords de la feuille et actionnés par des organes non re présentés, par l'entremise de leurs arbres 38 (fig. 7). Ces rouleaux sont préférablement poussés élastiquement l'un vers l'autre et ont leur surface rendue rugueuse ou moletée, comme indiqué en 39, de façon que le bord de la feuille soit serré élastiquement entre les rouleaux.
Comme indiqué fig. 7, chaque rou leau peut être refroidi par un agent refroidis sant convenable tel que l'eau, le traversant d'une façon continue, l'eau étant introduite par un tuyau 40 et délivrée au centre du rouleau creux, cette eau sortant par l'arbre de support creux 38, comme indiqué par les flèches.
La vitesse à laquelle les rouleaux 3 7 sont actionnés peut varier, mais il est préfé rable qu'elle ne soit que peu inférieure à celle des moyens d'étirage principaux 36 afin qu'une tension additionnelle soit exercée sur les parties marginales de la feuille entre le coin 27 et ce dispositif d'étirage, ce qui non seulement contribue à maintenir la feuille plate et tendue, mais surmonte aussi la ten dance de la feuille à se rétrécir dans sa des cente après avoir quitté la plaque. L'action d'étirage exercée par ces rouleaux surmontera la tendance des parties marginales plus froides et moins plastiques de la nappe en mouvement à rester en arrière de la partie centrale se mouvant plus librement.
Chaque console de support 22a de l'en veloppe 21 est vissée sur une vis verticale 41 qui la supporte et qui tourillonne, par son extrémité supérieure, dans un palier 42 porté par des poutrelles 43, chacune des vis 41 étant suspendue au-dessus de son palier 42 à l'aide d'un palier de butée 44. L'extrémité inférieure de chaque vis 41 tourillonne dans une console 45 convenablement supportée par la poutrelle correspondante 43, et une roue à vis sans fin 46, calée sur l'extrémité inférieure de la vis 41, engrène avec une vis sans fin 47 calée sur un arbre horizontal 48.
Il existe deux de ces arbres 48 portant chacun deux des vis sans fin 47 et les deux arbres 48 reçoivent leur commande simultanément, par l'entremise d'un engrenage à roues coni ques 49, d'un arbre transversal 50 agencé pour être actionné de toute manière apprô- priée, par exemple par une transmission à chaîne 51. En faisant tourner convenable ment l'arbre 50, les vis 41 tourneront simul- tanément dans des directions propres à élever ou abaisser l'enveloppe 21 et le mécanisme à former la feuille supporté à l'intérieur de cette enveloppe.
Lorsque l'enveloppe 21 a été élevée à la position supérieure extrême, la nappe de verre fondu 3 tombe presque directement dans la trémie 24, c'est-à-dire d'une faible hauteur, et la partie de la feuille de verre 31 suspendue à la plaque 27. possède une masse maximum. Ceci assure le maximum de force d'étirage à une vitesse d'éti rage proportionnellement élevée pour la feuille. Le débit de verre fondu qui est né cessaire pour permettre cette vitesse d'étirage peut être assuré en élevant le registre 13.
Lorsque l'enveloppe 21 a été abaissée à une position telle que son extrémité supérieure est juste emboîtée dans l'extrémité inférieure de l'enveloppe 16, la masse de la. feuille sus pendue 31 est minimum et la -vitesse d'éti rage est proportionnellement faible.
A ce moment la hautëur@de chute de la nappe fon due 3' dans l'enveloppe 16 est maximum, mais ceci n'a pas d'effet sur les conditions d'éti rage parce que le choc du verre est reçu par la trémie 2'4, et comme le volume de la masse de verre 2,5 que renferme la tré mie est maintenu sensiblement constant, la quantité de verre passant à travers la fente distributrice 26 sur la plaque @27 sera sen siblement constante indépendamment de la position verticale de l'enveloppe 21.
On se réfèrera maintenant aux fig. 3 et 4, dans lesquelles est représentée .une autre forme de réalisation de l'invention, et l'on remarquera que l'extrémité d'affinage 52 du four présente, dans sa paroi inférieure, un orifice de sortie 53 à travers lequel le verre fondu 54 est destiné à passer.
Cet orifice peut être de n'irizporte quel contour désiré, mais recevra avantageusement la forme d'un trou de drainage rond autour duquel des pa rois latérales 55 s'élèvent à l'intérieur de la cuve, de telle sorte que la couche inférieure extrême du verre que renferme la cuve d'affi nage est maintenue à l'écart de l'orifice de sortie.- Un obturateur 56- peut être abaissé ou élevé pour couper entièrement. ou retarder partiellement le courant de verre passant à travers l'ouverture, ce qui. permet de régler de la façon désirée le courant de verre fondu 57.
Au-dessous de l'ouverture 53 est conve nablement supporté un creuset réfractaire re lativement peu profond 58, les parois infé rieures de ce creuset allant en s'inclinant vers le bas jusqu'à une fente allongée centrale 59, laquelle fente est disposée transversalement par rapport à la partie inférieure du creuset. La section totale de la fente 59 sera sensible ment égale, ou un peu inférieure, à. la. sec tion de l'orifice 53 de la cuve d'affinage, de sorte que la quantité de verre fondu passant normalement vers le bas hors du creuset 58 sera sensiblement égale à, la quantité passant vers le: bas de la cuve d'affinage à l'intérieur du creuset.
Le creuset 58 est muni d'un cou vercle 60 présentant un conduit vertical cen tral qui est entouré par un collier cylindrique 61, lequel collier s'élève et s'adapte contre la paroi inférieure de la cuve d'affinage à l'ex trémité inférieure évasée de l'orifice 53.
Directement au-dessous de la fente 59 est placé un coin ou organe formeur réfractaire 62 qui présente à son extrémité supérieure une rigole 63 destinée à. recueillir le verre, et dont les parois latérales convergeant vers le bas se rencontrent au bord inférieur du coin, en substance de la même manière que le coin 27 de la forme de réalisation précé demment décrite. La nappe de verre fondu descendant à travers la fente 59 est reçue dans la rigole 63 de l'extrémité supérieure du coin, se déverse par-dessus les bords su périeures du coin et descend en nappes minces et égales le long des côtés convergeants du coin.
Ces nappes de verre se rencontrent et se combinent au bord inférieur du coin 62 pour former une feuille de verre 64 qui est tirée vers le bas à l'écart du coin<B>de</B> la même manière que cela a été décrit pour la forme de réalisation précédente.
Comme le montre la fig. 4, le bord in férieur 65 du coin 62 peut recevoir une forme arquée de façon que le verre fondu passant dans la partie centrale de la feuille reste sur le coin plus longtemps que celui formant les bords de la feuille. Cet effet de retardation produit au centre par l'adhérence du verre à la feuille compense l'action d'écoulement plus lente du verre aux bords de la. nappe.
Bien entendu, on pourra. employer des moyens d'étirage correspondant aux moyens d'étirage 36 ainsi que les rouleaux 37 ser vant à serrer les bords et les moyens de ré glage de la température précédemment dé crits, et comme ces détails de construction ont été précédemment décrits d'une façon détaillée, il n'est pas nécessaire de s'y réfé rer de nouveau dans le cas présent.
Le coin 62 est en substance enveloppé par une chambre 66 dans laquelle la tempé rature peut être réglée comme précédemment décrit; tandis que le creuset 58 est placé dans une chambre<B>67.</B> Cette chambre peut être chauffée par plusieurs brûleurs indiqués en 68. Le creuset 58 peut être muni d'un trop plein 69 pour limiter la, quantité maximum de verre fondu contenue dans ce creuset, le verre en excès se déversant par le trop-plein 69 et étant évacué hors de la chambre 67 par un conduit de drainage convenable 70.
La fig. 5 montre une autre disposition du creuset et du coin servant à former la feuille. Dans cet exemple, la fente 71 prévue dans la. paroi inférieure du creuset 72 est plus large et l'extrémité supérieure du coin 73 est placée dans la. provision de verre fondu 71 du creuset. Le coin 7 3 descend ù travers la fente 71 de façon à diviser la fente en deux conduits allongés étroits situés de part et d'autre du coin, conduits à travers lesquels des nappes minces de verre fondu descendent le long des côtés dit coin comme dans les constructions précédemment décrites et sont tirées à l'écart du bord inférieur du coin sous forme d'une feuille de verre 75.
Des garni tures réfractaires ou métalliques 76 ayant des extrémités inférieures 77 qui vont en s'élargissant vers l'extérieur sont fixées aux parois inférieures du creuset 72 le long des côtés de la, fente 71. Cette extrémité infé rieure évasée 77 tend à, permettre au verre de descendre sous forme d'une nappe libre et régulière lc@ long des parois latérales du coin sans donner lieu à la formation de bavures oii autre., dépôts susceptibles de former des ligne, <B>lu</B> long des parois de la fente.
Pan: la disposition de coin 78 représentée sur la. fig. 6, la rigole 79 prévue pour recevoir le verre au sommet du coin communique avec Lin conduit ou creusure 80 s'étendant vers le bas à travers le coin jusqu'au bord inférieur 81. Une partie du verre fondu descendant du creuset et pénétrant dans la rigole 79 se dé verse comme précédemment le long des parois latërales externes du coin, et une autre partie descend de la rigole. 79 à l'intérieur de la plaque et se joint aux nappes latérales 82 pour former la feuille 83 qui est tirée vers le bas à l'écart du coin comme dans les cons tructions déjà décrites.
De préférence, les parties inférieures extrêmes 84 des deux pa rois latérales du coin seront formées de ni- chrome ou d'un autre alliage convenable ré sistant à la chaleur. Si on le juge nécessaire, des éléments de chauffage électriques conve nables, tels que ceux indiqués conventionnel lement en 85, peuvent être prévus à l'inté rieur du coin pour régler la température des diverses nappes de verre se mouvant autour et au travers du coin formeur 78.