Brevet FR2492096A1 — publié le 19820416

CANNE PYROMETRIQUE. ___________________ L'invention concerne une canne pyrométrique à couple thermo-électrique destinée à la mesure des températures dans un bain de verre. Dans la fabrication d'articles en verre, il est im- portant de connaitre en permanence la température régnant en divers points du verre en fusion et notamment dans le canal entre la-sortie du four d'élaboration du verre et le poste de formage des articles. Les cannes pyrométriques connues sont constituées généralement d'un corps en matériau réfractaire contenant un thermocouple, le corps étant protégé, sur toute sa lon- gueur, de l'environnement agressif constitué par le verre en fusion et l'atmosphère surplombant le bain, par une lon- gue gaine en céramique ou en métal réfractaire,en prati- que du platine ou un alliage de platine. Généralement, cette gaine est fixée dans une zone relativement froide ce qui oblige à lui donner une longueur de l'ordre de cm à 1 m et elle est donc d'un coût très élevé. L'invention propose une canne pyrométrique présentant une résistance à la corrosion quasi illimitée dans le temps tout en étant particulièrement économique. La canne pyrométrique selon l'invention comprend un corps ou tige en matériau réfractaire contenant au moins un thermocouple, ce corps étant muni d'un embout protec- teur, de longueur réduite, constitué d'un métal ou d'un alliage métallique résistant chimiquement et mécaniquement à l'action du verre porté à haute température et à l'at- mosphère surplombant le bain, l'embout étant maintenu par une entretoise en matériau réfractaire l'isolant thermi- quement des autres pièces métalliques appartenant à la canne pyrométrique. Sous un des aspects de l'invention, l'embout en pla- tine ou en alliage de platine, de courte longueur est surmonté par une entretoise en matériau réfractaire telle qu'un tube en sillimanite, cette entretoise étant poussée par un moyen élastique de rappel tel un ressort, pour être appliquée sur le fond d'un puits descendant au voisinage immédiat du verre, en réfractaire, tel la sillimanite, appartenant à la paroi du four ou canal ouàune pièce in- termédiaire servant au fonctionnement de la canne. La canne selon l'invention forme un ensemble rigide facile à monter et à démonter en bloc car il est exempt de moyens de fixation particuliers tels que des goupilles ou des colliers de serrage. Suivant une caractéristique avantageuse de l'inven- tion, la canne pyrométrique comprend plusieurs thermocou- ples associés de manière que leurs soudures chaudes soient- situées à des niveaux différents; elle permet ainsi d'ob- tenir simultanément plusieurs relevés de températures éta- gés sur toute la hauteur du bain0 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit,illustrée par les figures jointes. La figure 1 est une coupe en élévation d'une canne pyrométrique selon l'invention, en position de mesure au dessus d'un canal de verre en fusion. La figure 2 est une coupe longitudinale de l'extrémi- té de la canne pyrométrique. La figure 3 est une coupe radiale selon III - III de la figure 2. La figure 1 montre la canne pyrométrique 1 passant au travers de la voûte en matériau réfractaire 2 d'un canal délimité par un bloc réfractaire 3 au sein duquel circule du verre en fusion dont le niveau est figuré en 4. La canne pyrométrique est formée d'une tige telle un tube borgne 5 en matériau réfractaire tel l'alumine, contenant un ou plusieurs thermocouples comme décrit par la suite. L'extrémité inférieure de la tige est protégée par un embout 6 en platine rhodié à 10 %, résistant chimiquement et mécaniquement aux actions du verre en fusion et de l'atmosphère surplombant le bain. La tige 5 s'insère à frottement doux dans l'embout 6. Cet embout de faible longueur,(cette longueur étant fonction de la hauteur du verre généralement d'une vingtaine de cm de long pour une canne mesurant les températures dans un canal à la sortie du four d'élaboration du verre) en forme de doigt de gant, possède une collerette 7 qui sert de butée de positionne- ment. La tige 5 et son embout 6 passent au travers d'un orifice ménagé à la base d'une pièce intermédiaire appe- lée encore support tubulairerectifié, en réfractaire 8. Ce support 8, logé dans une ouverture pratiquée dans la voûte 2, prend appui sur la face supérieure de cette voûte au moyen d'un épaulement 9. Il forme un puits dont lefond 8a se trouve très près,de l'ordre de quelques centimètres de la surface du verre. La tige 5 et l'embout 6 sont maintenus en place par un tube entretoise 10 en matériau réfractaire dont la par- tie supérieure est insérée dans une rehausse 11 constituée d'un tube métallique, en acier inoxydable par exemple, et bloquée par un ressort 12 en appui sur son couvercle lia. Sous l'action de ce ressort, l'extrémité inférieure du tu- be entretoise vient plaquer la collerette 7 de l'embout 6 sur le fond rectifié du puits du support 8. La partie supérieure de la canne est constituée par la tête de mesure 13. On obtient ainsi un ensemble rigide, monté par simple emboîtement sans autres moyens de fixa- tion tels que des goupilles ou des colliers de serrage, et facile à monter et à démonter. Les figures 2 et 3 montrent la disposition des élé- ments constitutifs de la canne pyrométrique et notamment l'emplacement des thermocouples. Les différentes soudures chaudes 14 sortent à la partie inférieure des gaines ca- pillaires en réfractaire 15, isolant les fils des thermo- couples. Ces gaines capillaires 15, généralement en alu- mine, sont réunies les unes aux autres de façon que les soudures chaudes 14 soient espacées le long de l'axe lon- gitudinal de la canne pyrométrique et que leur écartement demeure constant. On peut par exemple les réunir dans une forme en les noyant dans un mélange de silicate de soude et de poudre de silice qui joue le rôle de ciment 16. LMensemble des thermocouples ainsi assemblés est in- troduit dans la tige 5. La canne est enfin enfilée dans l'embout métallique 6 et placée dans le support 8 en vue de sa mise en place dans le four ou le canal. Un exemple de canne pyrométrique selon l'invention comprend trois thermocouples en platine rhodié à 30 % et 6 % de rhodium, dont les fils sont isolés par des capil- laires en alumine fournis par la Société DEGUSSA. En position de mesure, les trois soudures chaudes sont disposées respectivement juste au dessous de la sur- face libre du bain de verre, au milieu du courant de verre et près de la sole. L'embout métallique a une épaisseur de l'ordre du millimètre alors que la tige en réfractaire a une épais- seur de l'ordre de 2 millimètres. Cette structure procure une rigidité suffisante pour éviter les déformations susceptibles d'être provoquées par un écoulement rapide du verre. REVENDICATIONS 1. Canne pyrométrique à au moins un couple thermo- électrique pour la mesure des températures du verre en fusion, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps ou tige contenant le ou les thermocouples, muni d'un embout de faible longueur, en métal ou en alliage métallique ré- sistant chimiquement et mécaniquement à l'action du verre et de l'atmosphère surplombant le bain, l'embout étant surmonté d'une entretoise en matériau réfractaire l'iso- lant des autres pièces métalliques. 2. Canne pyrométrique selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que l'embout en platine ou en alliage de platine tel le platine rhodié à 10 %, est surmonté par une entretoise en matériau réfractaire tels la sillimanite, l'alumine, poussée par un moyen élastique de rappel, sus- ceptible de l'appliquer sur le fond d'un puits en réfrac- taire appartenant à une pièce intermédiaire servant au positionnement de la canne. 3. Canne pyrométrique selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle contient plusieurs thermocouples associîés,- des niveaux différents dans des gaines espacées dans la tige. 4. Canne pyrométrique selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce que les gaines des thermocouples sont noyés dans un ciment. 5. Canne pyrométrique selon une des revendications 3 à 4, caractérisée en ce que la tige s'insère à frotte- ment doux dans l'embout protecteur.