Brevet FR2099658A1 — publié le 19720317

i 2099658 L'invention,concernant le façonnage du verre par coulée et étirage, est plus spécifiquement relative à un procédé et à un appareil pour éliminer les "bulles des surfaces de formation de verre à vitres. 5 II est connu d'utiliser des appareils en deux parties pour la formation d'un verre à vitres, appareils dont une partie supérieure formant "bloc forme une goulotte: à débordement et une partie inférieure formant "bloc présente une forme en coin de manière à obtenir une seule nappe de verre à partir de courants 10 opposés descendants de verre fondu.. Toutefois, apparemment, dans la technique antérieure on ne s'était pas rendu compte que certaines stries et distorsions optiques occasionnées par l'utilisation d'appareils de formation en deux parties étaient dues à l'emprisonnement de bulles entre les deux' parties. »':supérieure et 15 inférieure, de l'appareil. Par suite, on n'a pas tenté antérieurement d'éliminer ces bulles emprisonnées entre les deux parties du système; en effet, eu bien on ne savait pas qu'elles existaient, ou bien on ne pensait pas qu'elles fussent la cause des stries ou de la distorsion optique. 20 Selon le brevet des Etats Unis d'Amérique n° 1 673 907 qui est représentatif d'une forme ancienne d'appareil d'étirage de plaques ou nappes de verre, en deux parties, le bloc supérieur de la goulotte à débordement. est séparé du bloc inférieur de fordination de la nappe, d'une distance suffisante pour'permettre 25 l'emprisonnement de bulles d'air le long du bord supérieur de l'élément inférieur. De même le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 1 891 370 décrit un appareil de formation de verre à vitres, en deux parties, qui comporte une dalle supérieure allongée munie d'une auge et un coin inférieur de formation, fixé à la dalle de 30 façon peu serrée, de manière à compenser la ..dilatation et la contraction thermiques. Toutefois, cette construction, de par sa nature, emprisonne des points brillants, germes ou bulles, qui engendrent des stries ou autres distorsions optiques dans le verre fini. Il paraît que l'on a employé des brûleurs, dirigés 35 vers la jonction entre les blocs supérieur et inférieurr pour tenter de compenser les stries et autres distorsions optiques éventuellement causées par des bulles emprisonnées dans cette jonction. L'invention élimine les inconvénients rencontrés avec les 40 appareils de la technique antérieure en prévoyant un système à 71 27641 2 209 9 6*5 8 vide ou dépression permettant d'attirer du verre et des bulles emprisonnées par une fente formée à la jonction entre les portions supérieure et inférieure de l'appareil de formation de la nappe, en deux parties, et d'extraire de l'appareil le verre 5 fondu contenant ces bulles en l'amenant par un conduit chauffé à un accumulateur dans lequel le verre fondu est maintenu à l'état fondu pour être évacué de façon continue ou périodique. Un appareil de formation de verre à vitres en nappe par écoulement, en deux parties, est muni.d'un système d'évacuation 10 servant à éliminer les bulles qui se rassemblent éventuellement à la jonction entre les parties supérieure et inférieure de l'appareil de formation de la nappe. Une partie supérieure de l'appareil en forme de bloc de goulotte d'écoulement est supportée par une partie inférieure constituant un bloc de coin 15 de formation, grâce à des patins de soutien multiples qui peuvent être disposés entre des portions terminales .longitudinales du bloc de coin de formation. Les patins de soutien ont pour rôle, non seulement de retenir, avec possibilité de positionnement, le bloc supérieur de goulotte d'écoulement sur le bloc 20 inférieur de coin de formation, mais aussi de séparer les blocs et de former ainsi une fente pour l'écoulement, du verre fondu entre ces blocs et d'assurer la compensation de toute déformation pouvant être causée aux blocs par dilatation différentielle. Un,conduit est prévu dans au moins un des blocs de manière 25 à communiquer avec la fente sur son extension..longitudinale. De préférence, le.conduit communique avec.la fente par .l'intermédiaire d'un agencement doseur qui compense la chute de pression sur la longueur du conduit et assure ainsi 1'évacuation uniforme de verre contenant des bulles sur la longueur de 30 la fente. L'agencement doseur peut avoir simplement la forme d'un couvercle adjoint au conduit et présentant de multiples trous calibrés espacés sur sa longueur.. Un.tuyau chauffé, définissant un parcours, confiné-, s'étend entre une extrémité du conduit et un cclleçteur ou récipient servant à accumuler le 35 verre fondu.et les bulles extraits de la fente. Le collecteur, qui est aussi chauffé de manière à maintenir le verre à l'état fondu, est relié près de sa région supérieure à une source de vide appropriée et est muni, auprès de sa région inférieure * d'une sortie de vidange permettant d'évacuer de façon continue '!-0 ou intermittente le verre fondu accumulé dans ce collecteur» 71 27641 3 2099658 Du verre fondu est amené au bloc de goulotte d'écoulement de toute manière appropriée, par exemple de la façon indiquée dans les brevets antérieurs cités et, également, de la façon indiquée dans ceux-ci, le verre fondu déborde de la goulotte 5 et s'écoule vers le bas le long de côtés rpposés de l'appareil de formation dans lequel les courants de verre séparés se réunissent dans le bas du bloc de coin pour former une seule nappe. On a trouvé que les bulles ont tendance à se rassembler à la jonction entre les blocs supérieur et inférieur et causent 10 des stries ou autres distorsions optiques dans la nappe ensuite obtenue. Cependant, dans l'invention, on applique une dépression au centre de la fente et les bulles emprisonnées au bord extérieur de la fente sont aspirées à l'intérieur de là fente en même temps que le verre fondu qui entoure les bulles. La source 15 de vide est reliée au collecteur et est appliquée à la fente par l'intermédiaire du tuyau chauffé, du conduit et de l'agencement doseur. Le verre contenant des bulles est alors aspiré dans le conduit et, par le tuyau chauffér vers le collecteur. Le vide peut être appliqué à la fente de façon continue ou 20 intermittente selon l'état des bulles. Quand on applique une opération continue, on règle la température du verre fondu dans la' sortie du collecteur de manière à donner au verre la viscosité désirée pour que l'évacuation du collecteur se fasse de façon continue et proportionnée au courant d'entrée venant du 25 tuyau chauffé, sous la dépendance de la source de vide. Toutefois, quand on désire un fonctionnement intermittent, on peut vidanger périodiquement le verre fondu de l'accumulateur en solidifiant et en faisant fondre du verre par intermittence dans la sortie. 30 Ainsi, l'un des buts de l'invention est de fournir un procédé et un appareil nouveaux permettant d'éliminer lés stries et autres distorsions optiques dans du verre à vitres nouvellement formé au moyen d'un appareil à écoulement en deux parties, en éliminant les bulles qui peuvent s'accumuler à la jonction 35 de ces deux parties au moyen d'un système d'évacuation chauffé appliqué à la fente.fermée à lajjonction. La figure 1 est une élévation plus ou moins schématique, partiellement en coupe, montrant un système d'évacuation chauffé selon l'invention, appliqué à un appareil en deux parties ser-40 vant à la formation de verre à vitres par écoulement; 71 27641 4 2099658 La figure 2 est une perspective éclatée d'un appareil en deux parties servant à la formation de verre à vitres par écoulement et montre le conduit d'évacuation et l'agencement doseur communiquant avec la fente formée entre les parties supérieure 5 et inférieure de l'appareil; La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1 et illustre l'écoulement descendant de verre fondu à partir de l'appareil en deux parties pour la formation d'une seule nappe et le rassemblement du verre contenant des 10 bulles dans la fente et le conduit d'évacuation. On se refèrera maintenant aux dessins ; ils représentent un appareil 10 pour la production de verre à vitres par écoulement, en deux parties, dont tin bloc supérieur de goulotte d'écoulement 12 et un blcc inférieur de formation en forme de 15 coin 14. La partie supérieure 12 de l'appareil 10 comporte une goulotte 16 dirigée longitudinalement et servant à faire déborder, par dessus des surfaces marginales supérieures 18, du verre fondu qui s'écoule vers le bas le long des parties opposées des parois latérales 20. Des barrages ou blocs terminaux 20 appropriés, du type connu dans la technique antérieure, sont utilisés pour diriger l'écoulement sur une longueur désirée de la goulotte d'écoulement. La partie inférieure 14 de l'appareil de formation de verre 10 présente deux parties de paroi latérale 22 qui conver-25 gent vers le bas et qui se réunissent au bord inférieur ou pied 24 du bloc de coin de formation 14 pour former une nappe de verre. La surface supérieure du bloc de coin de formation 14 est de préférence évidée comme on l'a représenté pour former une fente 26 à la jonction entre le bloc supérieur 12 et le 30 bloc inférieur 14. Un conduit d'évacuation 28 est formé dans la direction longitudinale, sur la surface supérieure du bloc de coin de formation 14 et communique avec la fente 26. La communication entre le conduit d'évacuation et la fente est de préférence réglée sur son extension par tous moyens appropriés, 35 tels qu'un couvercle 30 présentant sur son extension longitudinale de multiples ouvertures ou passages 32 qui le traversent. Des patins de soutien 34 multiples sont prévus entre les extrémités de l'appareil de formation de verre 10, entre la portion supérieure 12 et la portion inférieure 14 et servent à suppor-40 ter, avec possibilité de positionnement, le bloc supérieur de 71 27641 2099658 goulotte d'écoulement 12 sur le "bloc inférieur de coin de formation 14. En outre, on a représenté deux blocs de soutien 36, du type connu dans la technique antérieure,qui supportent le bloc inférieur de coin de formation 14 en s'insérant dans des 5 partions évidées 38. Un tuyau chauffé 40 entouré d'éléments ou enroulements chauffants à résistance électrique 42, assure la communication entre une extrémité du conduit d'évacuation 28 et un collecteur 44. Le collecteur est aussi muni d'agencements de chauffage 10 appropriés tels que des éléments chauffants électriques 46, pour maintenir à l'état fluide le verre qui y est contenu. Un tube de vidange 48 communique avec le fond du collecteur 44 et est aussi muni d'enroulements électriques ou éléments chauffants 50. En outre, un radiateur 52 est prévu à l'extrémité inférieure 15 du tube de vidange 48 pour maintenir à l'état fluide le verre fondu qui s'en écoule. Comme on l'a représenté, on peut prévoir initialement un bouchon mécanique 54 dans le bas du tube de vidange 48 pour boucher le collecteur de façon que l'on puisse y appliquer un vide et qu'une quantité prévue de verre fondu y 20 soit conservée. Si on le désire, le tuyau 40 et le collecteur 44 peuvent être disposés à l'intérieur d'un moufle chauffé approprié, mais de préférence, les températures du tuyau 40, du ccllecteur 44 et du tube de vidange 48 sont réglées individuellement par des enroulements réglés'séparément 42 , 46 et 50. Un 25 tube d'évacuation 56 communiquant avec la partie supérieure du collecteur 44 est relié à toute source de vide réglable telle qu'une pompe à vide 58, de manière à appliquer un degré désiré de vide au collecteur. En fonctionnement, du verre fondu G amené à la goulotte 16 30 déborde par les bords supérieurs 18 et s'écoule vers le bas le long des parties opposées des parois latérales 20 et des parties de parois latérales 22 qui convergent vers le bas pour arriver au pied 24 ou les courants séparés se réunissent et sont tirés en une seule nappe. Quand on met initialement le système en 35 marche, il est nécessaire de prévoir un bouchon mécanique 54 dans le bas du tube de vidange 48 afin de pouvoir créer un vide à l'intérieur du collecteur au; moyen de la pompe à vide 58, par le tube a vide 56. Comme le montre particulièrement la figure 3, les bulles B qui peuvent se former ou être emprisonnées dans le 40 verre fondu G s'écoulent vers le bas le long des parois latérales 71 27641 6 2099658 opposées 20 et se rassemblent auprès de bords extérieurs adjacents de la fente 26 formée à la jonction entre le bloc supérieur de goulotte d'écoulement 12 et le bloc inférieur de coin de formation 14. Ces bulles, si on ne les élimine pas, ont tendan-5 ce à former des stries et autres distorsions optiques dans le verre à vitres obtenu, tiré du pied 24. Toutefois, la dépression appliquée au collecteur fermé 44 par la pompe à vide est transmise à la fente 26 par un parcours confiné, grâce au conduit d'évacuation 28 et au tuyau chauffé 40. Par suite, du 10 verre fondu contenant des bulles B est aspiré des bords extérieurs de la fente vers le centre, puis vers le bas par le conduit d'évacuation 28 à travers les trous ou ouvertures 32 du couvercle 30, et ensuite vers le collecteur 44 par le tuyau chauffé 40. 15 Si l'on désire appliquer périodiquement le vide pour éliminer les bulles nuisibles, on peut continuer à l'appliquer jusqu'à ce que le collecteur soit à peu près plein de- verre fondu. On arrête alors le générateur de vide et on met en action les enroulements électriques 50 qui entourent le tube 20 de vidange 48 pour chauffer 71 27641 7 2099658 collecteur et y soit conservé. Quand on désire avoir un fonctiornement continu, on bouche initialement l'accumulateur et on le remplit partiellement de verre fondu de la façon indiquée plus haut. Toutefois, une fois 5 que l'on a retiré le bouchon mécanique du tube de vidange, on règle l'énergie appliquée par les enroulements 50 et 52 de manière à donner au verre la viscosité voulue, conjointement avec le vide appliqué par la pompe 58, pour régler l'aspiration du verre de manière à maintenir un écoulement continu de verre 10 fondu venant du collecteur, tout en maintenant dans celui-ci un niveau constant de verre fondu qui est nécessaire pour assurer une étanchéité effective pour le vide appliqué. On a représenté le tuyau chauffé 40 en communication avec une seule extrémité du conduit d'évacuation 28, l'autre extrémité étant 15 isolée de l'atmosphère, mais si on le désire on peut relier deux tels tuyaux chauffés à des extrémités opposées du conduit d'évacuation. D'autre part, les passages doseurs 32 des couvercles 30 ont de préférence une grandeur échelonnée de manière à assurer un vide uniforme sur la longueur de la fente 26 et à 20 compenser la chute de pression le long du conduit 28. Toutefois, si on le désire, un couvercle peut être muni d'une ouverture continue et on peut calculer la largeur variable du conduit de manière à compenser ladite chute de pression. L'appareil de formation du verre 10 peut être fait en toute matière réfrac-25 taire appropriée et connue pour la fabrication du verre, par exemple de la matière réfractaire riche en alumine d.e désignation commerciale Corhart n° 1148. En outre, le couvercle, le tuyau chauffé et le collecteur peuvent être en métal réfractaire, par exemple en platine ou en alliage platine-rhodium. 30 Bien qu'il ne soit nullement limitatif, on décrit ci-après un mode d'exécution particulier du procédé et de l'appareil afin d'expliquer son mode de fonctionnement. En utilisant un appareil de formation de verre en deux parties qui a line longueur d'environ 1,8 m et qui est fait en matière réfractaire 35 riche en alumine, on amène du verre fondu en continu à la goulotte d'écoulement, à une température d'environ 1170°C et avec un débit d'environ 770 kg/h, de sorte que l'on tire du pied de l'appareil de formation une nappe continue de verre fondu à environ 300 000 Po, à une vitesse d'environ 1,3 m/mn. 40 Le bloc inférieur du coin de formation comporte un conduit 71 27641 8 2099658 d'évacuation d'environ 10 cm de largeur et 2,5 cm de profondeur qui s'étend sur la longueur de sa surface supérieure et commu-, nique avec la fente formée entre les parties supérieure et inférieure de l'appareil. Un couvercle présentant de multiples 5 trous de 9,5 mm de diamètre espacés d'environ J8 mm sur sa longueur constitue un agencement doseur entre la fente et le conduit. On règle le courant amené aux enroulements entourant le tuyau chauffé qui va d'une extrémité du conduit d'évacuation au collecteur de manière à chauffer le tuyau à 1200°C 10 environ. En outre, on règle séparément les enroulements qui entourent le collecteur de manière à obtenir une température d'environ 1175°C. On n'applique pas d'énergie aux enroulements qui entourent le tube de vidange ni au radiateur. Quand on commence à appliquer le vide à l'appareil pour 15 aspirer initialement du verre vers la fente afin d'évacuer les bulles, on règle seulement à 76 cm d'eau la dépression appliquée au collecteur jusqu'à ce que le verre fondu arrive au collecteur. Une fois que le verre fondu a commencé à s'accumuler dans le collecteur, ce qui indique que la fente, le conduit 20 d'évacuation et le tuyau chauffé sont pleins de verre fondu, on règle la pompe à vide de manière à appliquer au collecteur un vide d'environ 2,5 m d'eau. Quand le niveau de verre fondu à l'intérieur du collecteur arrive à environ 2,5 cm du sommet, on supprime le vide et on retire le bouchon mécanique du bas 25 du tube de vidange. En outre, on alimente 1'enroulement qui entoure le tube de vidange ainsi que le radiateur, de manière à faire fondre le verre dans la zone de vidange et à permettre la vidange du collecteur. D'autre part, on commande séparément les enroulements entourant le collecteur pour porter leur tempéra-30 ture à 1250°C environ de manière à diminuer la viscosité du verre qui s'y trouve et à faciliter la vidange du collecteur. Quand le niveau du verre fondu arrive à environ 2,5 cm du bas , du collecteur, on met hors d'action les enroulements entourant le tube de vidange et le radiateur de manière à solidifier le 35 verre qui s'y trouve et à former tin joint dans le tube de vidange. On règle aussi les enroulements qui entourent le collecteur de manière à réduire la chaleur fournie jusqu'à obtenir environ 1175°C. Dans l'exemple, l'énergie appliquée au tuyau chauffé et 40 au collecteur maintient la viscosité du verre enfermé entre 71 27641 9 2099658 20 000 et 25 000 Po environ, mais l'homme de l'art comprendra que le débit que l'on peut obtenir au sein du système à vide dépend de la viscosité du verre, elle-même inversement proportionnelle à sa température. En conséquence, les débits peuvent 5 varier sur de larges gammes et on peut obtenir des débits accrus dans le système à vide avec des verres plus tendres et à des températures notablement inférieures. Etant donné que le tuyau et le collecteur sont chauffés par des enroulements commandés et réglés séparément, le verre 10 aspiré de la fente est maintenu à l'état fondu, non seulement pendant qu'on le retire de la zone de fentesmais aussi pendant les périodes intermédiaires où il n'existe éventuellement pas de verre contenant des bulles dans la zone de la fente et où, par conséquent, on n'a pas besoin d'un vide pour l'éliminer. 15 Toutefois, s'il apparaît à nouveau des stries ou des distorsions optiques dues à l'emprisonnement de bulles dans la région de la fente, on peut appliquer à nouveau le vide au collecteur, au niveau normal cie 2,5 m d'eau, car le tuyau ne risque pas de s'écraser ni la zone de fente de se déformer quand le système 20 est plein de verre fondu. On peut répéter l'opération à volonté, mais étant donné que l'on n'utilise plus le bouchon mécanique après la vidange initiale, on ouvre le tube de vidange en mettant simplement en action les enroulements et le radiateur qui 1'entourent. 25 On a décrit ici les modes d'exécution actuellement pré férés de l'invention, mais l'homme de l'art doit comprendre que l'on peut y apporter diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. 71 27641 10 2099658 REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination des stries et distorsions optiques du verre à vitres fondu formé sur un appareil en deux parties pour la formation d'une nappe par écoulement qui com-5 porte une fente entre les deux parties, procédé dans lequel on applique une dépression à la fente et on aspire du verre fondu contenant des bulles le long de portions marginales de la fente, au centre de celle-ci, on fait suivre un parcours confiné à ce verre fondu extrait, on accumule le verre fondu 10 dans un récipient voisin de l'extrémité du parcours confiné, on maintient à l'état fondu le verre qui se trouve dans le parcours confiné et le récipient et on règle la dépression appliquée de manière à évacuer de façon réglable le verre accumulé à partir d'une partie inférieure du récipient. 15 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on arrête périodiquement l'application du vide, on applique de la chaleur à une partie inférieure de vidange du récipient pendant que 1'on arrête le vide pour vidanger du verre accumulé dans le récipient, et on refroidit et on solidifie le verre fondu 20 dans la portion de vidange de manière à boucher le récipient pour appliquer le vide à nouveau et aspirer encore du verre à travers le parcours confiné de façon qu'il s'accumule dans le récipient. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on vidange 25 de façon continue du verre accumulé dans le récipient et pour régler le débit de cette évacuation, on règle simultanément la viscosité du verre en agissant sur la quantité de chaleuj? appliquée à une partie inférieure de vidange du récipient et l'aspiration de verre par le degré de vide appliqué. 30 4. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel on applique le vide au centre, le long de la fente, de manière à aspirer également du verre fondu vers l'intérieur, depuis des bords latéraux opposés de la fente, et on dose le degré de vide appliqué longitudinalement le long de la fente de manière 35 à compenser la chute de pression et à assurer ainsi un vide pratiquement uniforme sur la longueur de la fente. 5. Appareil servant à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, et qui comporte une partie supérieure avec goulotte d'écoulement disposée sur une partie inférieure de 7! 27641 2099658 coin de formation, une fente étant formée entre ces parties sur leur extension longitudinale, un conduit prévu dans l'une desdites parties de manière àcommuniquer longitudinalement avec la fente, un collecteur espacé relativement à la fente, un 5 tuyau assurant la communication entre le collecteur et une extrémité du conduit, des moyens permettant d'appliquer une dépression à la fente par l'intermédiaire du conduit, du tuyau et du collecteur de manière à aspirer du verre fondu de partions marginales de la fente vers le collecteur par le conduit 10 et le tuyau, des moyens permettant de fournir de la chaleur réglée séparément au tuyau et au collecteur de manière à maintenir à l'état fondu le verre extrait de la fente et des moyens permettant de vidanger de façon réglable du verre fondu dans le collecteur. 15 6. Appareil selon la revendication 5» qui comprend un agencement doseur disposé entre le conduit et la fente de manière ' à compenser la chute de pression et à assurer- ainsi, une dépression pratiquement uniforme le long de la fente. 7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel l'agen-20 cernent doseur comprend un couvercle adjoint au conduit et de multiples ouvertures de grandeur diverse et adaptée, traversent la plaque sur son extension longitudinale de manière à doser le vide appliqué à la fente. 8. Appareil selon la revendication 5» dans lequel ^es 25 moyens servant à vidanger de façon réglable du verre fondu du collecteur comprennent un tube de vidange communiquant avec une portion inférieure du collecteur, un enroulement pouvant être commandé indépendamment qui entoure le tube de vidange de manière à lui appliquer de la chaleur et un radiateur ser-30 vant à appliquer de la chaleur à une partie inférieure du tube de vidange et à du verre fondu évacué de celui-ci. 9. Appareil selon la revendication 5i dans lequel les moyens servant à appliquer une dépression à la fente sont reliés à une portion supérieure du collecteur. 35 10. Appareil selon la revendication 5) dans lequel le conduit est formé dans une surface supérieure de la portion inférieure de coin de formation et s'étend pratiquement sur l'extension longitudinale de la fente, et le conduit est fermé à une extrémité et communique librement par l'autre extrémité 40 avec le tuyau.