Brevet FR2024397A1 — publié le 19700828

L'invention concerne un procédé pour la trempe de feuilles de verre dans lequel les feuilles de verre sont portées à la température de trempe en position horizontale ou sensiblement horizontale, et éventuellement après le bombage, puis sont amenées dans une zone de trempe dans laquelle on dirige sur les deux surfaces de la feuille de verre un fluide de refroidissement pouvant être gazeux. Elle concerne également les dispositifs appropriés pour la mise en oeuvre de ce procédé. Une installation connue pour la mise en oeuvre du procédé se compose d'une zone de réchauffage dans laquelle un socle d'un matériau à température constante comporte une pluralité d'orifices à travers lesquels on souffle du gaz chaud ; on forme ainsi un coussin gazeux servant à la fois à transporter les feuilles de verre et a' les réchauffer jusqu'à leur température de trempe. Cette installation comporte de plus une zone de trempe dans laquelle on souffle du gaz froid sur les deux surfaces de la feui3le de verre à travers un caisson supérieur et inférieur. Le caisson inférieur est à son tour conçu de façon à former un coussin gazeux froid produisant un refroidissement brutal de la feuille.Dans ce but le caisson inférieur est pourvu d'une pluralité de buses placées les unes à côté des autres comme une mosaSque dans laquelle chaque buse individuelle présente, au niveau du plan des buses, un contour fermé. Les orifices de sortie des buses peuvent avoir une forme différente, et avoir par exemple dans un mode dtexécution la forme de spirales sortant des orifices et fraisées dans la surface supérieure des buses. Le caisson supérieur peut aussi être formé de buses unitaires placées les unes à côté des autres ; il peut toutefois comporter aussi des fentes placées obliquement par rapport au sens de circulation de la feuille.Aussi bien dans le caisson supérieur que dans le caisson inférieur les buses unitaires ou les fentes sont toujours disposées sensiblement perpendiculaires aux surfaces du verre. Cette iflstl- lation de trempe horizontale a été décrite notamment dans le brevet suisse 441.634 Dans la pratique, cette installation présente des inconvénients lorsque la feuille de verre pénètre entre les caissons de soufflage. En effet, l'effet de refroidissement devant être très brusque, la vitesse des courants gazeux verticaux est considérable Les gaz débouchent â ltentrée des caissons de soufflage précisément la où la feuille de verre pénètre entre les caissons et, pour la plus grande partie, dans le sens contraire de la circulation de la feuille : ils forment ainsi un obstacle important pour la feuille de verre qui arrive. Celle-ci est freinée et parfois même stoppée à son entrée entre les caissons. Cet inconvénient est d'autant plus sensible que les feuilles de verre sont plus minces et que leur vitesse de circulation est plus faible : en effet, dans ce cas, l'énergie cinétique des feuilles est très faible. Cet inconvénient est encore plus nuisible lorsque, comme dans d'autres installations, on utilise pour la trempe des, feuilles de verre non pas des courants de refroidissement gazeux.mais liquides. Ces difficultés sont connues. Pour y remédier, on a déjà proposé dgapliquer aux premières buses des caissons de soufflage une pression plus faible afin de diminuer la quantité de gaz s'écoulant contre la feuille de verre qui arrive (brevet belge 701.617). Toutefois, on ne peut aller très loin dans cette voie car il est nécessa- re a'savoir une pression minimale définie afin de supporter la feuille de verre. Selon l'invention, le problème a été résolu de façon que, au moins à l'entrée de la one de trempe, chaque courant du fluide refroidisseur, s'étendant sur toute la largeur de la zone de trempe, fasse avec la surface de la feuille de verre un angle aigu dans la direction de circulation des feuilles. L'action du procédé repose sur le fait que l'écoulement dominant du fluide refroidisseur à l'entrée des caissons de soufflage ne se fait plus en sens contraire de la direction du transport des feuilles, mais dans la même direction. Les courants de fluide refroidisseur sont dirigés avantageusement sous un angle d'environ 450 avec la surface des feuilles de verre à transporter. On a pu réaliser ce procédé de telle sorte que les courants de fluide de refroidisseur dirigés obliquement agissent avant les autres courants de fluide refroidisseur en regardant depuis le coté de -l'entrée des caissons de soufflage. Dans ce cas on a-obtenu effet le plus favorable. Il peut toutefois également suffiiedans certains cas, lorsque les premiers courants de fluide refroidisseur å lsen- trée des caissons de soufflage sont verticaux,que les premiers courants de fluide refroidisseur suivants soient obliques.Dans ce cas on a obligé aussi les courants de fluide refroidisseur verticaux à prendre après leur sortie des buses une direction généraIe dans le sens de la circulation des feuilles de verre grâce à l'action des courants de fluide refroidisseur suivants obliques. Un autre avantage essentiel du procédé selon l'invention réside dans le fait qu'il réduit fortement l'irisation sous forme de trainées des feuilles de verre trempées qui se produit lors de la circulation des feuilles de verre au-dessus des buses individuelles. Ce procédé donne aussi un produit final dont la qualité optique est meilleure. Finalement, le procédé de l'invention est également avantageux car il empêche l'air de refroidissement de sortir de la zone de trempe pour pénétrer dans la zone de réchauffage et éviter des refroidissements intempestifs. Dans une première forme de mise en oeuvre, l'invention se- caractérise par le fait qu'à l'entrée de-chacun des deux caissons de soufflage on a disposé une fente de soufflage s1étendant,sur toute la largeur des caissons de soufflage et débouchant sous un angle aigu sur la surface des feuilles. La fente de soufflage peut se composer d'une seule pièce ; mais elle peut aussi être divisée dans le sens de sa longueur en plusieurs tronçons placés les uns à la suite des autres avec interruptions entre eux suffisamment courtes de façon qu'il ne sorte de ces tron çons qu'une seule nappe uniforme de fluide refroidisseur sur toute la longueur de la fente. De plus on peut faire varier l'inclinaison des fentes de soufflage. On a ainsi la-possibilité de se trouver toujours dans les conditions optimums lors des variations des paramètres d'exploitation. Dans le cas où les fentes de soufflage se composent de tronçons unitaires, on peut même les monter de façon à ce que leur inclinaison soit réglable indépendamment. Les deux fentes sont avantageusement disposées de telle façon que lors de l'entrée des feuilles de verre dans la zone de trempe la fente supérieure souffle, au plus tôt en même temps et même de préférence légèrement plus tard, sur les feuilles. La pression dans les fentes de soufflage peut être la même que celle des autres buses. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, dans 1?. cas où le caisson inférieur présente des buses contigües débouchant verticalement sur la feuille de verre (ayant chaeune un bord fermé), les premières rangées de buses unitaires suivant la fente de soufflage dirigée obliquement peuvent être fraisées de façon que l'on obtienne dans une rangée de buses des canaux d'inter- connexion entre les buses qui unissent les jets de Soufflage alinéaires pour former un large rideau continu de refroidissement. Le procédé de l'invention peut être développé et amélioré si le fluide de refroidissement est admis non seulement au début de la zone de trempe, mais dans une zone importante, et avantageusement dans toute-la zone de trempe, sous forme de nappes successives s'étendant sur toute la largeur de la zone de trempe et dirigées dans la direction de circulation des feuilles de verre sous un angle aigu. Dans cette forme de mise en oeuvre du procédé, les feuilles de verre peuvent être transportées de façon connue dans la zone de trempe par des moyens de transport tels que cylindres, rouleaux ou chaînes en contact mécanique avec elles et placés entre les courants de fluide de refroidissement obliques ou sur les bords de la zone de trempe. Il est aussi possible de diriger les courants de fluide de refroidissement sur les feuilles de verre sous une inclinaison telle et avec une pression telle que celles-ci sont portées exclusivement par le coussin de fluide de refroidissement et que simultanément leur transport soit effectué sans contact avec les installations mécaniques de transport mais exclusivement par le fluide de refroidissement dont la majeure partie s'écoule en direction de lavance- ment des feuilles de verre. Dans les dernières formes de mise en oeuvre citées du procédé selon l'invention le fluide de refroidissement a donc dans la plus grande partie ou dans la totalité de la zone de trempe une direction pré férentielle dans le sens d'avancement de la feuille de verre ; dans tous les cas, le transport de la feuille de verre est amélioré. Finalement, on a remarqué que,grâce à ce procédé, on a pu pratiquement éviter l'irisation de la feuille de verre. Une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé peut être conçue de façon à ce que au moins dans la partie inférieure de l'installation de trempe toutes les, têtes de soufflage soient réalisées sous forme de fentes de soufflage s'étendant, sur toute la largeur de l'installation et faisant, avec la surface de la feuille de verre, un angle aigu ; dans ce cas,, les orifies, d'échapr pensent lu fluide de refroidissement sont réalisés -également, sous forme de fentes situées entre les fentes de souffiage retayant la largeur de l'installation. Entre deux fentes voisines on prévoit avantageusement des liteaux formant une surface plane et dont la largeur est supérieure à celle des fentes de soufflage, sur lesquels le fluide refroidisseur .s'écoule pour former un coussin gazeux suffisant pour supporter la feuille de verre. Finalement, selon une autre forme de mise en oeuvre de Itinvention, on peut placer à la partie inférieure de l'installation de trempe des rouleaux dans les fentes d'vacuation du fluide refroidisseur, ces rouleaux porteurs servant à l'avancement des feuilles de verre. D'autres caractéristiques ressortiront de la description ci-après qui, en regard des dessins annexés, en illustrent divers modes de réalisation. Sur les dessins - la fig. 1 est une vue en coupe verticale à travers les deux caissons de soufflage selon un premier mode de réa lisation - la fig. 2 est une vue de ltensemble de la surface constituée par les buses dun caisson supérieur de soufflage ; - la fig. 3 est une vue de l'ensemble de la surface constituée par les buses d'un caisson inférieur de- soufflage ; - la fig. 4 est un détail de la figure 3 à échelle agrandie ; - la fig. 5 est une coupe longitudinale à travers un deuxième mode d'exécution du dispositif selon l'invention - la fig. 6 est une représentation partielle d'un troisième mode dtexecution du dispositif selon-l'invention. Comme le montre la figure 1 la feuille de verre 1 est réchauffée dans le four 2 à la température nécessaire pour la trempe. Là elle repose sur un coussin gazeux formé par les gaz chauds du four 2 sortant par une pluralité de buses 3. L'avancement des feuilles de verre est obtenu de la façon suivante : la sole 4 présente une légère pente de l'ordre de 40 en section transversale ; le long du bord inférieur de la sole 4 on a placé des rouleaux moteurs de telle façon que les feuilles de verre venant par un de leurs bords en contact avec ces rouleaux continuent à avancer. Les feuilles de verre abandonnent la zone de réchauffage du four par l'ouverture 5-et pénètrent, (de même qu'après le processus de bombage), dans la zone de trempe. La zone de trempe est formée de caissons de soufflage inférieur 6 et supérieur 7. Le caisson de soufflage inférieur 6 comporte une pluralité de buses 8 placées les unes à côté des autres Ces buses 8 se trouvent à Itextrémité des tronçons de tuyaux 9 qui sont montés dans la paroi supérieure 10 caisson Il dans lequel l'air sous pression est introduit par la tuyauterie 12.Les têtes des buses 8 présentent un orifice de sortie de structure particulière et sont placées, au moins dans une direction, à courte distance lune de l'autre de façon qufen combinaison avec une hauteur relativement grande des tronçons de tuyauterie 9 on a-la possibilité que l'air puisse s'écouler entre les tuyauteries 9. Les orifices des buses constituent une surface telle qu'un coussin gazeux suffisamment large puisse être formé. Le caisson supérieur de soufflage 7 peut etre conçu de la même façon. Selon un exemple de mise en oeuvre, il se compose d'une suite de fentes de soufflage 13 obliques par rapport au sens d'aavancement de la feuille de verre ;- ces fentes débouehent dans le caisson 1:4 qui est alimenté en air de soufrlage par le conduit 15. A l'entrée des caissons de soufflage se trouvent la fente de soufflage 16 dans le caisson inférieur, et la fente de soufflage 17 dans le caisson supérieur. Elles sont inclinées à leur extrémité de façon qu'elles soient dirigées à 45 sur le-plan de la feuille de verre. Le fluide sortant des buses -16 et 17 se déplace donc en gros dans- la direction d'avancement de la feuille de verre et s'écoule entre les buses 9 et les buses 13 en direction des flèches f. Les buses 16 et 17 ont une forme de fentes telle que le fluide de refroidissement en sorte sous forme d'une nappe uniforme. La figure 3 montre une vue en plan du caisson de soufflage inférieur avec la buse 16 et les rangées de buses élémentaires contigues. Les rouleaux 21 placés le long du bord 20 par leque] la glace de verre est guidée pendant la trempe servent à l'avancement de la feuille de verre. Chaque buse unitaire comporte un orifice central de sortie de l'air.Dans la figure 4 on a représenté à titre d'exemple la surface supérieure des buses 27 dans lesquelles est fraisé un réseau de cannelures 26 enferme de spirale qui sont reliées à orifice de sortie de l'air central 25 ; on augmente ainsi la surface portante des buses Pour ameliorer encore l'action de la fente 16 les orifices de sortie de l1air des buses unitaires sont reliées entre elles par leur surface dans la première rangée de buses 22 1 ainsi même dans les premières rangées-de buses on obtient une nappe d'air plus ou moins uniforme au lieu de -filets d'air indépendants. C'est dans ce but que dans la figure 4- ont été représentées à titre d'exemple de mise en oeuvre-les spirales 28 et 28', 29 et 29t, 30 et 30t reliées entre elles -paT les cannelures 31, 32 et 33 qui ont été fraisées dans la surface avec une profondeur de quelques millimètres. Selon l'exemple de mise en oeuvre représenté dans figure 5 le principe faisant l'objet de l'invention a été étendu à toute la zone de trempe. Celle-ci est encore formée d'un caisson inférieur de soufflage 40, et d'un caisson supérieur de soufflage 41 entre lesquels la feuille de verre 1 est transportée sur un coussin gazeux. L'air froid est amené par les conduits 42 et 43 et sort par les buses 44 et 45. Les buses 44 et 45 sont constituées par des fentes de soufflage stételldant transversalement sur les caisses de soufflage 40 et 41 ; elles ont une inclinaison d'environ 450 par rapport au plan du transport de la feuille de telle sorte que les filets de fluide de refroidissement attaquent la feuille de verre sous un angle aigu.Entre les fentes 44 on a prévu des orifices 46 et 47 en forme de fentes également par lesquels le fluide passe dans les chambres 48 et 49 desquelles il peut s'échapper par des orifices non représentés. Entre les fentes unitaires on a. placé dans le caisson de soufflage inférieur 40 des liteaux 50, 51 et 52 qui forment une surface plane dans le plan des orifices des buses ces liteaux sont avantageusement plus larges que les fentes de soufflage. Le fluide~de refroidissement passe sur les surfaces de ces liteaux puis s'échae par les fentes 46. Lés surfaces supérieures des liteaux 50, 51 et 52 forment des surfaces portantes sur lesquelles s'établit le coussin gazeux qui sert à supporter la feuille de verre. Selon ltexemple-de mise en oeuvre-représenté dans la figure 6 la forme d'exécution décrite dans la figure 5 a été-changée : à l'intérieur des chambres 48 à travers lesquelles le fluide s'échappe on a placé des rouleaux 55 à l'aide desquels on transporte la feuille de verre. Le fluide s'échappe dans les chambres 48 par les fentes 56, 57 formées par les rouleaux transporteurs 55 et-le-liteau voisin. Cette disposition des rouleaux transporteurs dans la zone de trempe est connue- dans d'autres installations de cette forme. Toutefois il se présente également ici-des difficultés lorsque les buses sont verticales : il se produit en particul-ier un-refroidis- sement indésirable de l'extrémité du four de réchauffage contigu. Mais lorsque le problème du: transport des feuilles de verre est résolu à l'aide des rouleaux transporteurs 55 de façon. àtisfai- sante, le procédé de ltinvention apporte une amélior-tion essentielle pour les autres difficultés, On a décrit l'invention pour son application à une installation travaillant avec des fluide de trempe gazeux ; toutefois il est évident qu'elle. peut également être appliquée à des à des installations où la trempe est réalisée avec des liquides. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la trempe de feuilles de verre dans lequel les feuilles de verre sont réchauffées jusqu'à la température de trempe en position horizontale ou sensiblement horizontale, et, éventuellement après bombage, sont amenées dans une zone de trempe dans laquelle un fluide de refroidissement, pouvant être avantageusement un gaz, est dirigé sur les deux surfaces des feuilles de verre, caractérisé en ce que au moins au voisi nage de l'entrée de la zone de trempe une ou plusieurs nappes essentiellement continues de fluide de refroidissement s'éten dant sur toute la largeur de la zone de trempe soit dirigée dans le sens d'avancement des feuilles de verre sur les deux faces desdites -feuilles en faisant avec elles un angle aigu. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que les nappes de fluide de refroidissement continues sont dirigées dans la direction a d'avancement des feuilles de verre sous un angle d'environ 450. 3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans une grande partie ou avantageusement dans tout le domaine de la zone de trempe le fluide de refroidissement est dirigé sous forme de nappes contiguës s1 étendant sur toute la largeur de la zone de trempe et faisant, avec le sens d'avancement des feuil les de verre, des angles aigus. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérise en ce que les feuilles de verre dans la zone de trempe sont transportées par contact mécanique avec des organes d'entrainement tels que cylindres, rouleaux ou chatnes placés. entre les nappes de fluide de refroidissement dirigées obliquement ou au bord de la zone de trempe. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nappes de fluide de refroidissement sont dirigées sur les feuilles de verre sous une inclinaison et avec une pression telles que les feuilles de verre sont portées exclusivement par le coussin du fluide de refroidissement et que leur trans port simultané est assuré sans contact avec des dispositifs de transport mécanique par le fluide de refroidissement s'écoulant en majeure partie dans la direction de l'avancement de la feuille de verre. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendi cation 1 ou 2 avecdes caissons supérieur et inférieur de souf flage dans la zone de trempe, caractérisé en ce que à ltentrée des caissons de soufflage 11, 14 sont placées respectivement des fentes de soufflage inclinées 16, 17 éventuellement divi sées en plusieurs tronçons sur leur longueur s'étendant sur toute la largeur des caissons de soufflage 11, 14 et faisant un angle aigu avec la direction d'avancement des feuilles de verre. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ltin- clinaison des fentes 16, 17 est variable. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les embouchures des deux fentes de soufflage 16, 17 sont placées l'une par rapport à l'autre de telle façon que, lorsque les feuilles de verre entrent dans la zone de trempe, la fente de soufflage supérieure exerce son action au plus tôt en même temps, et de préférence peu de temps plus tard. 9. Dispositif, selon les revendications 6 à 8, dans lequel le cais son inférieur de soufflage se compose de buses élémentaires à côté de la fente de soufflage inclinée et débouchant sur la feuille de verre essentiellement verticalement, caractérisé en ce que dans le caisson inférieur de soufflage 11 au moins les premières rangées 22 de buses individuelles suivant la buse diri gée obliquement 16 présentent des canaux d'interconnexion de surface 31, 32, 33 entre les orifices des buses individuelles de telle sorte que les filets de fluide de refroidissement individuels dans une même rangée de buses s'unissent entre eux pour former des rideaux continus de fluide de refroidissement. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendi cations 3 à 5, caractérisé en ce que au moins dans la partie inférieure 40 de l'installation de trempe la plus grande partie où toutes les buses de sortie de fluide de refroidissement sont formées par des fentes de soufflage 44 s'étendant sur toute la largeur de l'installation de trempe et dirigées dans la direc tion d'avancesient des feuilles de verreS et en ce que entre les fen-tes de soufflage 44 sont 21aces des orifices en forme de fente 46 stétenclant également sur toitt la largeur de ltins- tallation de trempe pour l'évacuation du fluide de refroidisse ment. 11. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que entre deux fentes 44, 46 sont placés des liteaux 50, 51 formant une surface supérieure plane et dont la largeur est supérieure à celle des fentes de soufflage, sur lesquels le fluide de refroidissement s'écoule et sur lesquels se forme un coussin formé par le fluide de refroidissement suffisant pour le support de la feuille de verre. 12. Dispositif selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que, entre les fentes de soufflage 44 dirigées obliquement, sont disposés des rouleaux porteurs 55 à l'intérieur des chambres 48 d'évacuation du fluide de refroidissement.