Brevet FR2042410A1 — publié le 19710212

La présente invention concerne d'une manière générale la fabrication du verre flotté, et plus particulièrement un dispositif d'étanchéité perfectionné entourant, dans le couvercle du canal de coulée d'un appareil produisant du verre flotté, le 5 registre commandant la coulée de manière à éviter l'abrasion due au contact physique entre le couvercle et le registre et réduire l'introduction de 1'oxygène atmosphérique dans le canal, ou éviter que l'atmosphère du bain de flottage ne s'échappe entre le registre et le couvercle du canal. 10 Une forme classique d'appareil de fabrication du verre flotté est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ST° 3 083 551 • Comme expliqué dans ce brevet, la fabrication du verre pla~ par le procédé de flottage consiste à envoyer du verre d'une manière réglée sur un bain de métal fondu tel que 15 de l'étain, et à le faire avancer le long de la surface du bain dans des conditions physiques et thermiques qui assurent (1) qu'il s'établit sur le métal fondu une masse flottante de verre fondu qui est libre de s'écouler latéralement, (2) qu'une couche flottante de verre fondu d'épaisseur stable de lamasse de verre 20 fondu s'établit-à la surface du bain de métal,. et (3) que le corps flottant avance d'une manière continue sous la forme d'un ruban le long de la surface du bain de métal fondu, et quril est suffisamment refroidi à mesure qu'il avance pour pouvoir l'enlever sans l'abîmer du bain à l'aide d'un dispositif de 25 transport mécanique. Gomme représenté sur les figures 6 et 7, et comme décrit à la colonne 7, lignes 15 à 22 du brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, le verre fondu s'écoule du four de fusion à travers un. canal, son débit étant réglé par un registre de 30 réglage et par une porte d'ouvreau ou registre de blocage, comme c'est la pratique courante dans la technique du verre flotté» Jusqu'à présent, on a construit coxiramment les deux registres et la zone de contact où ils- traversent le couvercle du canal à l'aide d'une matière réfractaire. 35 En se rendant compte qu'il est nécessaire de lever ou d'abaisser fréquemment le registre de réglage pour régler le débit d'alimentation en verre fondu du bain, dans les structures antérieures, le registre était nécessairement libre de se déplacer au point où il traverse le couvercle du canal. Lorsque les 40 tolérances entre le registre et le couvercle du canal étaient 'IGINAL t 70 16253 2042410 trop serrées, le registre venait physiquement en contact avec le couvercle pendant son mouvement, et il se produisait une abrasion nuisible, la matière arrachée par cette abrasion tombant dans le canal et contaminant le verre fondu. l'autre r-art, si i'aopareil c /telle 2 était construit de manière/qu'il existait un intervalle assez large entre le registre et le couvercle, de manière à réduire l'abrasion, il se produisait une infiltration nuisible d'oxygène dans l'atmosphère protectrice de la chambre contenant le bain* Cet oxygène, combiné avec l'hydrogène de l'atmosphère protectrice, 10 produisait une flamme extrêmement chaude se traduisant par un état du verre fondu connu comme"rebullage", et des bulles indésirables se formaient dans le verre. Quelle que fût la construction antérieure, ces conditions nuisibles n'étaient pas supprimées simultanément. 15 Suivant la présente invention, le problème de 1'étan chéité entre le registre et le toit du canal est résolu, l'abrasion entre les surfaces de matière réfractaire voisines est supprimée, et la fuite d'oxygène dans le canal est réduite, à l'aide d'un joint gazeux perfectionné disposé dans le toit du canal et 20 à travers lequel passe le registre. Le joint entoure le registre avec une pellicule ou coussin de gaz qui. s'échappe à travers une surface poreuse en évitant tout contact de frottement et en constituant un tampon de gaz s'échappant en empêchant l'oxygène extérieur de s'infiltrer. 25 En conséquence, la présente invention concerne un dis positif à*étanchéité perfectionné pour le registre monté dans l'ouverture du toit ou couvercle du canal, d'une manière évitant tout contact physique nuisible pendant le mouvement du registre. Ge dispositif d'étanchéité permet de lever et d'abaisser libre-30 ment le registre tout en maintenant intacte l'atmosphère à l'intérieur du canal en empêchant l'oxygène atmosphérique de s'y infiltrer. Le dispositif selon l'invention se supporte de lui-même, il est compact, et il peut être mis facilement en place sur le toit du canal. 35 D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, me forme de réalisation conforme à l'invention. BAD ORIGINAL 70 16253 -3" 2042410 Sur ces -dessins t la figure 1 est une coupe verticale longitudinale à travers un exemple d'appareil pour verre flotté selon l'invention ; 5 la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de la figure 1, dont la superstructure est partiellement enlevée ; la figure 3 est une vue en plan, à grande échelle, du registre et du joint qui l'entoure, des parties étant découpées ; la figure 4- est une coupe verticale suivant la ligne 10 de la figure 3 ; la figure 5 est -une vue en perspective à grande échelle du .joint, dont des éléments sont arrachés ; et la figure 6 est une coupe transversale à grande échelle du joint suivant la ligne 6-6 de la figure 5, et représentant les 15 positions relatives de la paroi poreuse et du registre voisin. Suivant la présente invention, un procédé utilisé pour empêcher un gaz de traverser l'intervalle situé entre deux surfaces voisines et"rapprochées afin d'éviter de contaminer une première atmosphère se trouvant à une première extrémité de cet in-20 tervalle par une seconde atmosphère se trouvant sur l'autre extrémité, consiste à refouler un gaz compatible avec la première atmosphère à travers l'une desdites surfaces sous une certaine pression afin le maintenir une pellicule de ce gaz à l'intérieur de l'intervalle. 25 3e plus, suivant la présente invention, un joint desti né à un registre mobile traversant le couvercle lu canal à travers lequel s'écoule le verre fondu d'un four de fusion vers un appareil-de fabrication du verre flotté, comprend un élément poreux disposé au voisinage du registre au point où il traverse 30. le couvercle, et uuâispositif refoulant un gaz à travers cet élé-aient poreux afin de former une pellicule gazeuse entre l'élément . coreux et le registre» Les figures. 1 et 2 représentent un exemple de machine -.our fabriquer le "■'■erre flotté qui est semblable à celle 35 décrit; .dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique H"c 3 083 551 précité. I\avant-corps d'un four de fusion du verre à fonctionnement .continu d'où du verre fondu 11 passe sur un ensemble de lèvre de coulée 12 en quantité réglée par le registre de réglage 13, est représenté en 10* 0e qu'on appelle un registre d'arrêt 14 est dis-4-0 posé en amont du registre de réglage 13, de manière à pouvoir l'aBAD ORJGJNAL 70 16253 -4- 2042410 baisser pour couper l'écoulement de Terre fondu le long de l'avant-corps ou canal 10 vers le registre de réglage* Le verre s'écoule de la lèvre de coulée 12 sur un bain de métal relativement large 15 d'une cuve 16.et forme une masse 5 flottante de verre fondu, indiquée en 17, d'où une couche flottante 18 d'épaisseur stable se produit sous la forme d'un ruban» Le bain de métal 15 de la cuve 16 et la chambre d'expansion 19 située au-dessus du bain sont chauffés par une chaleur rayonnante dirigée vers le bas par des appareils de chauffage 20. 10 La chambre d'expansion est entourée par des parois latérales 21 comportant des fenêtres 22, une paroi d'extrémité 23 disposée à l'extrémité d'entrée de la cuve, et une paroi d'extrémité 24 à l'extrémité de sortie de celle-ci, et elle est recouverte par un toit 25- Le volume fermé 19 de la chambre d'expansion, qui d'ha-15 bitude est appelée la chambre de distribution, ainsi qu'un prolongement 26 disposé au-dessus de la lèvre de coulée, renferment un espace suffisant pour maintenir une- quantité suffisante de gaz de protection connu sous le nom d'atmosphère du bain de flottage au-dessus de la partie du bain de métal 15 qui est exposée de 20 chaque côté de la niasse flottante 17 et de la couche 18 de verre. pas Le gaz de protection est un gaz qui ne réagit/chimiquement avec le bain de métal 15 et ne produit pas de contaminants pour le verre ou pour le bain lui-même. Par exemple, le gaz peut être un mélange d'azote et d'hydrogène» En maintenant une pression légèrement po-25 sitive à l'intérieur de la chambre d'expansion 19, on empêche théoriquement isair atmosphérique de pénétrer, et on maintient intact le gaz protecteur. Cependant, en pratique, ceci n'est pas toujours exact en tous pointsdans le système. L'atmosphère de flottage est fournie en quantité suffisante à la chambre d'expan-30 sion 19 par un système de conduits comportant un collecteur principal 27, des dérivations 28 et des conduits d'entrée 29 dans la chambre. La température est réglée à l'intérieur de la cuve 16 par les appareils de chauffage rayonnants 2Qj'de sorte que la cou-35 che flottante ou ruban 18 est refroidi progressivement pendant qu'il se déplace au-dessus du bain de métal fondu vers son extrémité de sortie, et à ce moment, le ruban 30 a atteint un état de raideur suffisante pour lui permettre d'être transporté dans un four de recuit voisin par un dispositif transporteur méc'anique 40 sans aMmer sa- sxartace inférieure. BAD ORIGINAL 70 16253 . "5" 2042410 Un exemple de dispositif de transport mécanique qui peut être utilisé dans ce but comprend des rouleaux de support 31, 32, 33 et un rouleau superpose 34 qui sont montés à l'extérieur de la gorge de sortie de la cu?e. L'un quelconque ou la totalité des 5 rouleaux peuvent être entraînés par un dispositif connu, et ils coopèrent pour appliquer un effort de traction suffisant au ruban de verre se rapprochant de l'extrémité de sortie pour le faire avancer le long du bain. Un ruban final 30 d'une épaisseur inférieure à l'épaisseur d'équilibre de la couche flottante 18 peut 10 être obtenu en augmentant la vitesse des rouleaux de 31 à 34, et en augmentant de cette manière leur effort de traction afin d'amincir la niasse de verre flottante 18 et lui donner une épaisseur stable. Le verre fondu 11 s'écoule le long de 1'avant-corps ■ ou 15 canal 10 entre les parois latérales opposées 35* Un toit 36 disposé au-dessus du canal et un toit associé 37 disposé au-dessus du prolongement 26 de la zone de la lèvre de coulée enferment le canal et cette zone pour éviter les effets de refroidissement nuisibles des courants d'air et l'entrée de matières étrangères 20 dans le verre fondu qui s'écoule à travers le canal pour aller dans le bain= Le registre de réglage 13 et le registre d'arrêt 14 traversent le toit 36 du canal, et/ou le prolongement 37 &U- toit, xls et/sont supportés par le haut, par exemple à l'aide de dispositifs classiques (non représentés) qui viennent en prise avec les élé-25 ments en forme de queue d'aronde 38 réalisés le long de leurs bords supérieurs. On se rend compte que la quantité de verre qui passe au-dessus de la lèvre de coulée 12 pour aller dans le bain 15 est réglée par le registre de réglage 13. Il faut en conséquence pou-30 voir régler librement la position verticale du registre 13 et,de ce fait, ce dernier doit être libre de se déplacer jusqu'au point où il traverse le toit 36 et/ou le prolongement 37 du toit. La contamination du verre fondu,qui se trouve dans le canal en ce point, par les particules dues à l'abrasion résultant d'un contact physi-35 que entre le registre en matière réfractaire et le toit du canal est extrêmement indésirable, comme l'est le rebullage pré cité qui est dû à l'infiltration de l'air extérieur dans la chambre du canal. Gomme expliqué précédemment, une réduction de l'un des 40 effets indésirables a conduit jusqu'à présent à augmenter l'autre BAD ORIGINAL 70 16253 2042410 effet, c'est-à-dire que la diminution de tolérance ou d'espace entre le registre et le toit réduisant l'importance de l'infiltra-de l'air s'est traduitepar un contact abrasif plus important entre les surfaces voisines, tandis que le fait d'augmenter'les toléran-5 ces s'est traduit par une réduction du contact par abrasion, mais par un accroissement de la quantité d!air infiltré. Suivant la présente invention, ces problèmes sont résolus à l'aide d'un nouveau joint utilisant une pellicule ou coussin gazeux compatible avec 1'atmosphère du bain au voisinage de la 10 surface du registre» La pellicule évite tout contact de frottement entre les surfaces en mouvement même lorsque l'espace les séparant est très faible,et elle constitue également un tampon de gaz compatible avec l'atmosphère du bain empêchant l'air extérieur de s 1 infiltrer» 15 Le dispositif d'étanchéité, qu'on voit d'une manière générale en 39, entoure le registre et,, pour faciliter sa fabrication et son installation, il peut être constitué d'éléments complémentaires en forme d'équerre 40 et 41 (figure 3). Les éléments en forme d'équerre peuvent être supportés en reposant sur des re-20 bords 42 et 43 du bord des éléments qui constituent le toit 36 ou 37, ou à l'aide d'autres dispositifs de support classiques. Bien entendu, il est envisagé que le dispositif 59 puisse également être réalisé sous la forme d'un seul ensemble entourant le registre. 25 Chacun des éléments 40 et 41 est constitué par un élé ment tubulaire de refroidissement et de support 44 auquel est fixé un conduit 45 sous pression. Un conduit 46 sst disposé axialement à l'intérieur de l'élément tubulaire 44. A l'une de ses extrémités, le conduit 46 est relié par un raccord 47 à une source d'un 30 élément absorbant la chaleur, et à son autre extrémité, au voisinage de l'extrémitétermée de l'élément tubulaire 44, il envoie le , /Située , _ fluide dans une chambre 48/entre l'element tubulaire et le conduit. Un second raccord 49 est disposé à l'extrémité de l'élément tubulaire 44 afin de relier la chambre 48 à une canalisation d'ef-35 fluent appropriée. De cette manière, l'élément absorbant la chaleur pénètre dans le conduit 46 par le raccord 47, il s'écoule jusqu'à l'extrémité opposée où il sort dans la chambre 48 et revient au point d'entrée pour sortir par le raccord 49 en s'écoulant à contre-courant. 40 X,e conduit sous pression 45 est constitué de parois es pacées 50 partant de l'élément tubulaire 44 et dhme paroi poreuse BAD ORIGINAL 70 16253 . -7- 2042410 51 qui est tournée vers la surface voisine du registre 13. Un collecteur 52,comportant des perforations espacées 53» est disposé à l'intérieur du conduit 45, et il est-Telié par un raccord 54,situé à une première extrémité, à une source d'un gaz approprié sous 5 pression. Les extrémités du conduit 45, ainsi que de l'élément tubulaire 44, sont fermées par des plaques 55- Une chambre de distribution 56 est ainsi réalisée à l'intérieur du conduit 45- Lorsqu'un gaz comprimé est envoyé au collecteur 52, il sort des perforations espacées 55 et produit une pression uniforme dans toute la lon-10 gueur de la chambre de distribution 56- Le gaz est refoulé à travers la paroi poreuse 51 tournée vers le registre 13, et constitue une pellicule mince 5? de gaz entre la paroi poreuse et le registre (figure 6). Une tuyauterie appropriée, représentée drune manière gé-15 nérale en 58, peut être disposée de n'importe quelle manière préférée pour relier les raccords 47 des éléments 40 et 41 à une source d'élément absorbant la chaleur, en général de l'eau, et une tuyauterie semblable 59 est disposée de manière à relier les raccords 49 à un dispositif d'évacuation de l'élément usé» Une tuyau-20 terie 60 relie, par l'intermédiaire des raccords 54, les collecteurs 52 à une source de gaz comprimé. La paroi 51 peut être en n'importe quelle matière qui supporte les températures existantes tout en permettant au gaz de passer pour former la pellicule 57» Un métal poreux s'est montré 25 particulièrement approprié dans ce but, et un produit en fibres de métal fritté a été utilisé avec des résultats excellents. Bes éléments métalliques frittés perforés classiques constituent des exemples d'autres matières qu'on peut utiliser. Le gaz envoyé à la chambre de distribution 56 doit, bien 30 entendu, être compatible avec l'atmosphère du bain du fait qu'une certaine quantité de gaz peut pénétrer ians la région fermée disposée au-dessus du canal et peut se mélanger avec l'atmosphère du bain dans la chambre d'expansion 19« Un mélange de gaz équivalant à 1'atmosphère du bain lui-même peut être utilisé. On a obtenu des 35 résultats excellents en utilisant, dans ce but, de l'azote pur. Le volume de gaz nécessaire est relativement faible, et la pression à laquelle il est fourni dépend de la porosité de la paroi 5l« Cependant, avec une paroi 51 constituée par le produit à base de fibres métalliques mentionné plus haut, une alimentation en azote 40 à une pression comprise approximativement entre 0,7 et 7 bars BAD ORIGINAL 70 16253 —8> 2042410 produit une^filleule 57 .constituant un Joint approprié autour fe registre. Une pression de 3,92 bars a donné des résultats excel- -z, lents en n'utilisant que 13,15 nf d'azote par heure, Bien entendu, une partie de cet azote pénètre dans 1'atmosphère du "bain, de 5 sorte qu'elle n!est pas perdue entièrement» La pellicule de gaz 57» en plus du fait qu'elle empêche l'atmosphère extérieure de s1 infiltrer autour du registre, empêche la paroi 51 de venir directement en contact avec le registre même lorsque l'intervalle qui les sépare est très faible. Ee cette ma-10 nière, l'intervalle peut être réduit et , cependant, l'effet de lubrification de la pellicule 57 empêche les particules d'être enlevées du registre par abrasion. Le registre d'arrêt 14, pendant qu'il est maintenu en position haute hors du verre- et que sa position verticale n'est 15 pas réglée en fonctionnement normal, doit pouvoir être abaissé très rapidement à n'importe quel moment pour faire cesser l'écoulement du verre fondu vers la lèvre de coulée et vers le bain. Pour cette raison, on se rend compte que bien qu'à titre de simplification, le joint n'ait été représenté que pour le registre de 20 réglage 13, on peut également l'utiliser d'une façon avantageuse avec le registre d'arrêt 14. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son 25 cadre. / §ad original 70 16253 . -9- 2042410 REVENDICATIONS 1. Procédé pour empêcher un gaz de passer à travers un intervalle existant entre deux surfaces voisines rapprochées afin d'éviter de contaminer une première atmosphère se trouvant à une 5 première extrémité de l'intervalle par une seconde atmosphère se trouvant à son autre extrémité, caractérisé en ce qu'il consiste à refouler, avec une certaine pression, un gaz compatible avec la première atmosphère à travers l'une des surfaces a.-f-fn de maintenir une pellicule de ce gaz à l'intérieur de l'intervalle*-10 2. Procédé pour empêcher un gaz de passer à travers un intervalle entre deux surfaces voisines rapprochées suivant la revendication 1, l'une des surfaces constituant une partie d'un couvercle .disposé au-dessus du canal à travers lequel du verre fondu s'écoule d'un four de fusion vers un bain de verre flotté et dont 15 l'autre surface est constituée par un registre traversant ce couvercle, caractérisé en ce qu'il consiste à refouler un gaz compatible avec l'atmosphère de flottage du bain à travers l'une des surfaces afin de maintenir une pellicule de gaz à l'intérieur de 1'intervalle» 20 3» Procédé pour empêcher un gaz de passer à travers un intervalle/ ent^r^cleux surfaces voisines rapprochées,suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la pression avec laquelle le gaz est refoulé à travers la première surface est suffisante pour que la pellicule de gaz transmette une force appropriée à 25 la surface périphérique voisine du registre et/^°empêcher toub contact abrasif entre lesdites surfaces voisines pendant le réglage de la position verticale du registre» 4. Joint pour un registre mobile traversant le couvercle d'un canal à travers lequel du verre fondu s'écoule d'un four de 30 fusion vers un appareil de fabrication de verre flotté, caractérisé en ce qu'il comprend un élément poreux disposé au voisinage du registre au point où il traverse le couvercle, et un dispositif refoulant un gaz à travers cet élément poreux pour constituer une pellicule gazeuse entre l'élément poreux et le registre. 35 5» Joint pour un registre mobile suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit monté sur le couver-et cle/entourant à peu près complètement le registre, une paroi de ce conduit étant constituée par l'élément poreux, et un gaz étant envoyé dans le conduit. 40 6» Joint pour un registre mobile verticalement suivant la bad origine* 70 16253 -10- 2042410 -revendication.-5* caractérisé en ce que deux éléments en forme d'équerre complémentaires constituent le conduit» 7» Joint pouçtin registre mobile suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un élément tubulaire de refroidissement et 5 de support entoure à peu près complètement le registre, un dispositif faisant circuler un élément- absorbant la chaleur à travers l'élément tubulaire, un conduit sous pression fixé à l'élément tubulaire entourant à peu près complètement le registre, l'une de ses parois tournée vers le registre étant constituée par l'élé-10 ment poreux, un dispositif envoyant sous pression le gaz au conduit, de manière que levait/ • refoulé è travers la paroi poreuse et constitue la pellicule gazeuse. 8. Joint pour un registre mobile suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément tubulaire de refroidissement et 15 de support comprend un élément tubulaire extérieur dont les extrémités sont fermées par des plaques, un conduit Inférieur monté axialement à l'intérieur de l'élément tubulaire entre un raccord d'entrée disposé à une première extrémité de l'élément tubulaire extérieur et un pointse trouvant au voisinage de son autre extré-20 mité, un raccord de sortie disposé à l'extrémité d'entrée de l'élément tubulaire extérieur,un dispositif; qui est relié au raccord d'entrée,envoyant un produit absorbant la chaleur dans le conduit intérieur, et un disp%sitx^ relié au raccord de sortie, évacuant le produit usé, 'de sorte que ce produit absorbant la chaleur pé-25 nètre par une première extrémité de l'élément tubulaire, s'écoule le long du conduit intérieur, sort dans l'élément tubulaire extérieur et revient au raccord de sortie en s'écoulant à contre-courant . 9» Joint pour un registre mobile suivant 3a revendica- 50 tion 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le conduit sous pression comprend une chambre de forme rectangulaire en sec- poreuse/ , , tion droite, dont une paroi est ladite paroi/et qui comporte deux parois espacées, partant de la paroi poreuse^fixées à l'élément tubulaire extérieur qui constitue la quatrième paroi de la cham-35 bre, une plaque formant chaque extrémité de celle-ci» 10. Joint pour un registre mobile suivant l'une quelconque des revendications de 7 à 9, caractérisé en ce qu'un collecteur est monté à l'intérieur du conduit et va axialement d'un raccord d'entrée disposé à une première extrémité du conduit