Brevet FR2002692A1 — publié le 19691031

i 2002692 La présente invention concerne d'une façon générale la fabrication du verre flotté. Plus spécialement, elle concerne des perfectionnements à la chanbre sous pression ou du bain qui contient l'atmosphère située au-dessus du bain de flottage, et_qui com-5 porte un type spécial de chicane ou élément de fermeture drapé pour cette chambre. Une forme classique d'un appareil de formation de verre flotté est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 17° 3 083 551. Comme expliqué dans ce brevet, la fabrication du verre 10 plat par le procédé de flottage consiste à acheminer le verre à un débit réglé sur un bain de métal fondu (tel que l'étain), et à le faire avancer le long de la surface du bain dans des conditions physiques et thermiques qui garantissent (1) qu'une couche de verre fondu soit formée sur le bain, (2) que le verre de la 15 couche puisse s'écouler librement dans le sens latéral pour former, sur la surface du bain, une masse flottante de verre fondu d'épaisseur stable, et (3) que la masse flottante sous forme de ruban soit avancée continuellement le long du bain et soit suffisamment refroidie, à mesure qu'elle s'avance, pour lui permet-20 tre d'être saisie sans être endommagée â partir de l'extrémité du bain par un moyen transporteur mécanique. Au-dessus du bain de flottage comprenant un métal fondu, est formée une chambre sous pression ou espace libre fermé pour contenir l'atmosphère dite de flottage, qui comprend habituellement 25 un gaz non oxydant ou un mélange de gaz maintenu sous pression pour empêcher une contamination par l'air extérieur s'infiltrant dans l'espace libre. En pratique réelle, on a constaté que l'infiltration de l'air dans l'espace libre pose de sérieux problèmes du fait que l'air 30 contient des éléments comme l'oxygène qui réagit chimiquement avec le métal du bain de flottage pour produire des agents de contamination ou impuretés pour le verre du ruban flottant sur le bain. Zn effet, le degré auquel l'air extérieur peut être exclus de l'espace libre au-dessus du cain détermine, dans une 35 large mesure, la qualité du verre flotté final produit ; et, étant donné que les spécialistes de ce domaine se sont rendus compte de l'importance de l'élimination d'une infiltration d'air dans l'espace libre, de nombreuses mesures ont déjà été prises pour rendre la chambre sous pression proprement dite aussi étanche 69 04986 2 2002692 que possible. Cependant, il n'a pas été possible jusqu'ici de rendre certaines zones efficacement étanches, et notamment la zone située à l'extrémité de la chambre où le ruban de verre flotté est conti-5 nuellement enlevé du bain de flottage. Ainsi, l'utilisation des parois d'extrémité mobiles, comme représenté en 18 sur la figure 1 du brevet des Etats-Unis d'Amérique Iî° 3 083 551 précité, n'ont jamais donné satisfaction, et même avec les formes les plus compliquées des fermetures d'extrémité de la chambre sous pression 10 proposées jusqu'ici, il n'a pas été possible de maintenir uniformément les pressions voulues dans la chambre. Suivant la présente invention, les difficultés dues à l'infiltration excessive de l'air dans l'extrémité d'évacuation de la chambre sous pression ont été efficacement surmontées en pré-15 voyant une forme spéciale de ce qu'on désignera ci-après par élément drapé d'extrémité de sortie de la chambre et faisant partie de cette dernière. Cet élément drapé spécial est construit et monté de façon à pendre verticalement et à être efficacement retenu dans ce plan général pour fermer la sortie de la chambre 20 sous pression, tandis qu'en même temps, une partie de prolongement glisse directement sur la surface du ruban de verre pour former un joint efficace avec ce dernier. Par conséquent, la présente invention a notamment pour but de fournir : 25 - un élément de fermeture d'extrémité ou élément d'étanchéité efficace pour la chambre sous pression ; - une nouvelle forme d'élément drapé résistant à la chaleur destiné à être utilisé dans les chambres sous pression d'appareils de production de verre flotté, qui est de construction dou-30 blée ou en forme de boucle, à couches multiples, comportant un élément interne de retenue en position, et ayant une partie de prolongement qui coopère avec le ruban de verre flotté mobile pour régler efficacement le mouvement de l'air au-dessus et de chaque côté du ruban. 35 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant-à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, 69 04986 3 2002692 la figure 1 est une coupe verticale longitudinale à travers un appareil de formation de verre flotte d'un type classique, nais montrant une chanbre sous pression équipée d'éléments drapés de fermeture suivant l'invention ; 5 la figure 2 est une coupe verticale transversale sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ;_ la figure 3 est une vue à plus grande échelle de l'extrémité d'évacuation de l'appareil de la figure 1 -, la figure 4 est une vue d'extrémité partielle sensiblement 1C suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée de l'élément drapé de fermeture de l'invention ; la figure 6 est une coupe verticale à plus grande échelle de l'élément drapé de fermeture 5S sensiblement suivant la ligne 15 5-5 de cette figure ; et la figure 7 est une élévation partielle de l'élément de maintien en position interne de l'élément drapé de fermeture de la figure 5, sensiblement suivant la ligne 7-7 de la figure 6. Suivant la présente invention, on fournit un appareil de for-20 mation de verre flotté comprenant une cuve, un bain de métal fondu dans la cuve et sur lequel flotte un ruban de verre, une chambre sous pression entourant une atmosphère de flottage au-dessus du bain, et présentant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie et formant un passage entre elles, et un élément drapé si-25 tué dans ledit passage et en travers de ce dernier, caractérisé en ce que ledit élément drapé comprend une première feuille de matière flexible résistant à la chaleur en forme de boucle et un moyen de montage comprenant un moyen pour suspendre la feuille dans ledit passage, son extrémité en forme de boucle étant au 30 voisinage du ruban de verre. En se référant maintenant plus particulièrement aux dessins, on a représenté sur les figures 1 et 2 une machine typique de production de verre flotté généralement analogue à celle décrite dans le brevet des Ztats-Unis d'Amérique n° 3 O83 551 précité. 35 Dans cette machine, un verre fondu 6 est distribue depuis un avant-corps 7 sur une lèvre de coulée 8 en une quantité réglée et déterminée par une porte d'ouvreau 9 et un registre 10. Le verre s'écoulant depuis la goulotte 8 sur le bain de métal 11 relativement large forme une masse fondue flottante désignée 69 04986 4 2002692 par 16 et une couche flottante 17 d'épaisseur stable se forme à partir de cette masse. Le bain de métal 11 qui est contenu dans une cuve 10, et l'espace libre 21 au-dessus du bain sont chauffés par une chaleur 5 rayonnante dirigée vers le bas depuis des réchauffeurs 22, et cet espace libre 21, qui contient "1'atmosphère de flottage" est fermé par une voûte ou chambre sous pression 23 qui, avec un prolongement 24, permet de maintenir un volume suffisant de gaz protecteur au-dessus de la partie du bain de métal lia qui est à 10 découvert de chaque côté du verre situé dans la chambre de.flottage. La voûte 23 est munie par intervalles de conduites 25 reliées par des branchements 26 à des collecteurs 27 par l'intermédiaire desquels le gaz protecteur est introduit dans l'espace libre 21 à un débit susceptible d'y créer une pression. Le gaz 15 protecteur est un gaz qui ne réagit pas chimiquement avec le métal fondu du bain pour produire des impuretés du verre (par exemple, il peut comprendre un mélange d'azote et d'hydrogène) et en prévoyant une admission de gaz sous pression dans l'espace libre 21, l'entrée de l'air atmosphérique est théoriquement empê-20 chée. Lorsque le ruban final 23 doit avoir sensiblement la même épaisseur que l'épaisseur d'équilibre ou stable du verre, la température du verre de la couche ou ruban flottant 17 est réglée de façon à le refroidir progressivement depuis la porte d'ou-25 vreau 9 jusqu'à l'extrémité d'évacuation de l'appareil où la surface du ruban doit atteindre une température à laquelle elle est suffisamment rigide pour permettre son transfert dans une galerie de recuisson sur un moyen transporteur mécanique sans nuire aux surfaces. 30 Un type de moyen transporteur mécanique qui peut être tttilisé comprend des rouleaux de support 30 à 33, avec un rouleau superposé 34, monté au delà de l'extrémité d'évacuation de la cuve 12. L'un quelconque ou tous les rouleaux 30 à 34 peuvent être entraînés et peuvent coopérer pour appliquer un effort de traction 35 suffisant au ruban de verre se déplaçant en direction de l'extrémité de sortie pour le faire avancer le long du bain. Lorsqu'on désire un ruban ayant une épaisseur inférieure à l'épaisseur d'équilibre, on peut l'obtenir en augmentant- la vitesse de rotation des rouleaux 30 à 34, et en modifiant ainsi 69 04986 5 2002692 leur effort de traction et en amincissant la nasse de verre fondu 17 d'épaisseur stable. Comme indiqué plus haut, il est courant de maintenir les parois latérales et le toit 35 et 36, respectivement, de la chambre 5 sous pression 23 aussi étanche que possible, et de fermer aussi sensiblement l'extrémité de sortie de la chambre. Toutefois, étant donné qu'au cours du fonctionnement de l'appareil de flottage, un ruban de verre est continuellement soulevé depuis l'extrémité du bain 11 et transporté vers l'extérieur de la chambre 10 23, la fermeture efficace et l'étanchéité de l'extrémité d'évacuation ou de sortie de la chambre a posé de sérieux problèmes. Par conséquent, il a été considéré comme souhaitable de prolonger la chambre 23 vers l'extérieur de la cuve 12 au-dessus des premiers rouleaux transporteurs 30 et 31 ; d'enfermer ces rou-15 leaux dans une enveloppe 37 ; et de prévoir des joints 38 et 39 associés aux rouleaux et à l'enveloppe pour empêcher l'air extérieur de pénétrer dans la zone située au-dessous du ruban 17 et d'entrer dans la chambre sous pression. Toutefois, selon une caractéristique plus importante de la 20 présente invention, la sortie de la chambre sous pression est efficacement isolée de l'atmosphère externe par un élément drapé spécial ou une combinaison d'éléments drapés. Ainsi, comme on le voit en particulier sur les figures 1 et 3, une telle combinaison d'éléments drapés peut comprendre un ou 25 plusieurs éléments drapés 40 tombant librement qui sont en amiante ou autre matière résistantes la chaleur, disposes à l'intérieur de la sortie de la chambre 23 et s'étendant d'un côté à l'autre du passage, et du toit de la chambre jusqu'en un point situé au voisinage immédiat du ruban de verre 17- Ces éléments 30 drapés agissent comme des moyens de fermeture auxiliaires en réglant le mouvement de l'air à l'extrémité de sortie de la chambre, et on peut également utiliser un ou plusieurs éléments drapés 41 du type traînant dans cette zone générale. Cependant, l'étanchéité la plus efficace de l'extrémité de 35 sortie de la chambre sous pression est obtenue en suspendant un élément drapé spécial à la sortie ou très près de la sortie. Cet élément drapé, dont une forme de réalisation est représentée en 42, peut être suspendu de n'importe quelle façon appropriée, par exemple au moyen d'un bourrelet 43 prévu le long du bord 69 04986 6 2002692 supérieur de l'élément drapé sous une forme et d'une dimension lui permettant de glisser dans un logement de support cylindrique fendu 44 ménagé dans le toit de la partie de prolongement 45 de la chanbre 23- 5 Cette forme d'élément drapé 42 de l'extrémité de sortie est représentée en particulier sur les figures 3 à 7, et comprend une feuille 46 en forme de boucle destinée à pendre au-dessus et juste au contact du ruban de verre 17, et une seconde feuille plus longue en forme de boucle 47 destinée à traîner sur la sur-10 face supérieure du ruban de verre à mesure qu'il passe au-dessous d'elle. Avec les feuilles en forme de boucle 46 et 47 de l'élément drapé 42 coopère également un dispositif stabilisateur, désigné dans son ensemble par le numéro de référence 48, et qui comprend une tige ou barre horizontale 49 suspendue d'une façon 15 oscillante à plusieurs plaques de support espacées 50 par des fils métalliques 51- Au cours du montage de l'élément drapé 42, la feuille 46 est doublée ou mise en forme de boucle autour du dispositif stabilisateur 48 pour disposer sa tige 49 à l'intérieur de la boucle 20 formée par la feuille 46. La plus longue feuille 47 est disposée à côté de la feuille en forme de boucle 46, et si on le désire, une plaque de stabilisation ou de maintien en position 52 peut ê-tre placée contre le côté externe de la feuille 46. Comme on le voit en particulier sur la figure 6, des éléments de moulage 25 semi-circulaires 53 peuvent être placés ensuite contre les faces externes et le long des bords supérieurs de la feuille 47 d'un côté et la plaque de maintien en position 52 de l'autre côté pour former le bourrelet de montage 43, et finalement, les divers éléments sont fixés ensemble par une série de boulons espacés 54 30 qui les traversent et dont les têtes et les extrémités portant les écrous sont noyées dans la surface du bourrelet 43. La feuille en forme de boucle 46 est en une matière réfrac-taire flexible résistant à la chaleur. Par exemple, une étoffe d'amiante imprégnée de silice colloïdale s'est avérée très sa-35 tisfaisante a cet effet, La feuille 46 peut être doublée ou mise en forme de boucle sur toute sa largeur, nais de préférence, elle présente une partie médiane en forme de boucle d'une longueur au moins égale à la largeur du ruban le plus étroit 17 qui est susceptible de passer au-dessous d'elle et des parties d'extrémité 69 04986 7 2002692 55 a une seule couche ou nonjdoublées qui sont destinées à pendre au-dessous de la partie eh forme de boucle de la feuille de part et d'autre du ruban 17. La seconde feuille doublée plus longue 47 doit avoir des pro-5 priétés analogues à celles de la feuille 46 et, en outre, la feuille 47 doit être telle que lorsqu'elle s'étend, ou en fait, traîne sur la surface du ruban mobile 17 du verre chaud, elle ne gratte ou n'érafle pas cette surface, et dans ce but, on a trouvé qu'une étoffe de matière réfractaire imprégnée de métal est ap-10 propriée et qu'une étoffe de silice imprégnée d'oxyde de chrome a donné d'excellents résultats. Finalement, les éléments de maintien en position et de stabilisation de l'élément drapé 42 comprennent une plaque métallique 52 disposée â l'extérieur de la feuille 46, et le dispositif 43 15 qui est disposé à l'intérieur de cette dernière. Le dispositif stabilisateur 48 est formé par une série de plaques métalliques rigides alignées 50 présentant des trous 56 à leurs extrémités supérieures pour recevoir les boulons 54 et des ouvertures ZI à leurs extrémités inférieures pour recevoir les boucles d'extré-20 mité 58 des fils métalliques 51 qui supportent la tige 49- Les boucles d'extrémité 58 des fils métalliques 51 ont une dimension leur permettant d'entourer étroitement les bords d'extrémité inférieure des plaques 50 et de supporter les tiges 49 en vue d'un mouvement oscillant, et la longueur des fils métalliques 51 est 25 telle que la tige 49 se trouve au centre de la boucle formée par la feuille doublée 46. En fonctionnement, lorsque le ruban continu du verre 17 est soulevé depuis la surface du bain 11 de métal fondu et se déplace vers l'extérieur à travers le prolongement 45 de la chambre 23 30 sur les rouleaux 30 à 33, et en direction de la galerie de recuisson (non représentée), il passe sous l'élément drapé 42 de l'extrémité de sortie. A ce moment, la feuille 46 de l'élément drapé 42 ferme sensiblement la partie du passage 59 à travers le prolongement de la chambre sous pression qui se trouve directement 35 au-dessus du ruban 17s tandis que les parties d'extrémité droites non doublées 55 de la feuille 46 ferment les passages 59 de chaque côté du ruban de verre. La partie supérieure de l'élément drapé 42 est maintenue en position et empêchée d'osciller vers l'extérieur par la plaque 50 du dispositif stabilisateur 48 et 69 04986 8 2002692 par la plaque de maintien en position 52. En même temps, la plus longue feuille 47 agit comme élément de fermeture d'appui pour toute la largeur du passage 59, et étant donné que son extrémité bouclée vient en contact réel avec 5 la surface supérieure du ruban 17 et traîne sur elle, elle ferme entièrement l'espace compris entre l'extrémité inférieure de la feuille 46 et la surface du ruban. En outre, les parties de la feuille 47 qui s'étendent au delà des bords latéraux du ruban 17 tombent d'elles-mêmes en drapé sur les bords du ruban, comme on 10 le voit en 60 sur les figures 3 et 4, pour compléter l'action de fermeture des parties d'extrémité rectilignes 55 de la feuille 46. Etant donné qu'au cours de cette action combinée des feuilles 46 et 47, l'extrémité en forme de boucle de la feuille 47 traîne sur le ruban 17 se déplaçant vers l'extérieur, la partie infé- 15 rieure de tout l'élément drapé 42, y compris la feuille suspendue librement 46, a tendance à osciller vers l'extérieur du plan vertical. Cependant, le poids de la tige 49 du dispositif stabilisateur 48 agit de façon à solliciter la feuille doublée 46 vers sa position normale de suspension libre, pour maintenir la partie 20 inférieure de l'élément drapé 42 dans un plan généralement vertical, et pour solliciter l'extrémité traînante en forme de boucle de la feuille 47 en relation étanche avec la surface du ruban 17. A cet effet, la tige 49 est faite en un métal relativement lourd résistant à la chaleur, comme le fer, et, étant donné 25 qu'elle est supportée par les fils métalliques 51 qui sont eux-mêmes suspendus avec jeu aux piques 50, elle peut osciller vers l'extérieur sous l'action de la feuille doublée 47 qui traîne sur le ruban 17, mais en raison de son poids, elle a tendance à s'opposer à ce mouvement oscillant, et à fermer toute ouverture entre 30 le verre du ruban et la partie en forme de boucle de la feuille 47 par laquelle l'air pourrait s'infiltrer dans la chambre sous pression ou l'atmosphère de flottage pourrait s'échapper de cette dernière. En fait, la construction de l'élément drapé de l'extrémité de 35 sortie de la présente invention a manifesté un tel succès qu'en pratique réelle, en utilisant l'élément drapé décrit ci-dessus, la pression d'air à l'intérieur de la chambre sous pression d'une machine de production de verre flotté du commerce a augmenté de la pression classique de 0,28 bar à 0,84 bar. 69 04986 9 2002692 Comme indique plus haut, l'élément drapé 42 de l'extrémité de sortie, c'est-à-dire l'élément drapé qui est situé en réalité à la sortie de la chambre sous pression, est considéré comme étant l'élément essentiel et doit jouer le rôle principal pour assurer 5 l'étanchéité. Cependant, on peut également utiliser des éléments drapés situés dans cette zone générale comme indiqué en 4l sur la figure 3j et en fait, on peut avoir recours avantageusement à des éléments drapés de fermeture dans de nombreuses zones de la chambre sous pression. 10 Evidemment, des éléments drapés de même construction que l'é lément drapé 42 de l'extrémité de sortie pourraient être utilisés et seraient efficaces à n'importe quel endroit de la chambre. Cependant, des constructions légèrement moins compliquées pourraient être tout aussi utiles, suivant l'efficacité du joint në-15 cessaire dans leurs zones d'utilisation. Par exemple, des éléments drapés comme indiqué en 4l et qui sont d'une construction analogue à celle de l'élément drapé 42, excepté qu'ils ne présentent pas de dispositif stabilisateur 48, ont fonctionné en pratique réelle d'unê façon tout aussi efficace que les éléments 20 drapés auxiliaires prévus à l'extrémité de sortie. 69 04986 10 2002692 REVENDICATIONS 1. Appareil de formation de verre flotte comprenant une cuve, un bain de métal fondu dans cette cuve, et sur lequel flotte un ruban de verre, une chambre sous pression enfermant une atmos- 5 phère de flottage au-dessus du bain, présentant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie et formant un passage entre elles, et un élément drapé situé dans ledit passage et en travers de ce dernier, appareil caractérisé en ce que l'élément drapé comprend une première feuille en forme de boucle d'une matière 10 flexible résistant à la chaleur, et un moyen de montage comprenant un moyen pour suspendre la feuille dans ledit passage, l'extrémité en forme de boucle étant au voisinage du ruban de verre. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille en forme de boucle présente des parties droites, de 15 même qu'une partie en forme de boucle, les parties droites étant de chaque côté de cette dernière, et en ce que la partie en forme de boucle est au moins aussi large que le ruban de verre. 3- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la feuille a une dimension telle et est suspendue au-dessus 20 du ruban de verre de façon que son extrémité en forme de boucle traîne sur ce dernier et en contact avec lui, lorsqu'il flotte sur le bain. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément drapé comprend une seconde 25 feuille en forme de boucle d'une matière flexible résistant à la chaleur qui est plus longue que la feuille mentionnée en premier lieu, et en ce que le moyen de montage comprend un moyen pour suspendre la seconde feuille par rapport à la première, de façon que le ruban de verre vienne au contact de l'extrémité en forme 30 de boucle de la seconde feuille et la traîne sur sa surface et au-dessous de l'extrémité en forme de boucle de la première feuille. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément drapé présente un dispositif 35 stabilisateur comprenant une tige métallique située dans l'anse de l'extrémité en forme de boucle de la première feuille et en ce que le moyen de montage comprend un moyen pour suspendre la tige dans cette position d'une façon oscillante. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications là 53 69 04986 ii 2002692 caractérisé en ce que le moyen de montage comprend un élément creux fendu et un bourrelet longitudinal s'étendant le long de l'extrémité supérieure de l'élément drapé, le bourrelët étant disposé avec jeu dans ledit élément creux et l'élément drapé 5 s'étendant vers le bas depuis ce dernier à travers la fente dudit élément creux. 7- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la feuille en forme de boucle mentionnée en premier lieu est en un tissu d'amiante imprégné de silice colloïdale, et en ce qu'elle 10 présente des parties droites de chaque côté de sa partie en forme de boucle, la feuille en forme de boucle mentionnée en second lieu étant en étoffe de silice imprégnée d'oxyde de chrome, et ladite tige étant en métal lourd. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que 15 la feuille mentionnée en second lieu est en étoffe de silice imprégnée d'une substance métallique, l'élément creux étant un tube cylindrique, et le bourrelet de l'élément drapé ayant une section droite sensiblement ronde et un diamètre plus petit que le diamètre interne du tube.