Brevet FR2516813A1 — publié le 19830527

- Système pour pulvériser de l'eau et de l'huile suivant un rapport constant La lubrification des lames de coupe d'un distribu- teur a toujours constitué un problème dans la production de récipients en verre par les méthodes automatiques. L'évolution constante des performances des machines de fa- brication du verre exigent un progrès parallèle dans cer- tains équipements spécifiques, par exemple en ce qui con- cerne le dosage, le mélange et la circulation d'huile so- luble et d'eau utilisées pour le refroidissement et la lu- brification des lames de coupe La production de bouteilles de bonne qualité dépend largement des nombreux facteurs, l'un d'entre eux étant le découpage de grumeaux de poids Voullu. Par ailleurs, en vue de se conformer aux normes en vigueur sur les eaux de déchet, il est devenu nécessaire d'utiliser une huile qui ne soit pas soluble dans l'eau dans le but de pouvoir épurer l'effluent de l'usine Ceci exige par conséquent un système qui injecte de l'huile dans de l'eau et garantisse ensuite un contrôle suffisant du mélange des deux substances pour que la pulvérisation résultante, quand cette dernière est entraînée dans l'air, ne soit pas surchargée d'huile ou possède des propriétés de refroidissement suffisantes pour refroidir les lames de découpage En pratique, il y a souvent une différence importante entre les pourcentages théoriques d'eau et d'huile devant être mélangés et la quantité réelle d'huile effectivement mélangée dans l'eau En fait, le dosage du pourcentage réel devient un compromis entre les instruc- tions reçues et le matériel disponible, régi par l'expé- rience personne 3 e de l'opérateur Dans les systèmes faisant usage d'une émulsion d'huile-eau, l'eau peut s'évaporer et ainsi provoquer une modification du rapport; par consé- quent on ne connait jamais le rapport réel et la tendance est d'admettre un excès d'huile Le procédé de titrage in- dique le rapport véritable; cependant ce procédé prend du temps et se situe généralement au-delà des possibilités de -2- la plupart des fabriques de verre. L'un des aspects importants de-la présente inven- tion réside en ce que le système prévu par l'invention permet le contrôle soigné du rapport huile-eau de sorte que, indépendamment de la mesure ou de la quantité de pul- vérisation utilisée, le rapport est maintenu constant Par ailleurs, on peut modifier le rapport eau-huile à n'importe quel moment voulu en changeant simplement le point de con- signe du système de contrôle Par contre, une fois que le système est en exploitation avec le rapport préréglé, le fonctionnement continue et fournit un rapport huile-eau qui est constant sur la gamme toute entière du débit. Compte tenu de ce qui précède, un des objets de l'invention est de prévoir un appareil servant à pulvéri- ser un mélange d'huile-eau sur des lames de découpage d'une machine à découper le verre fondu, dans lequel des sources d'huile et d'eau sont connectées à un contrôleur de rapport dont le débit est utilisé pour contrôler la quantité d'huile dosée dans l'eau Le mélange huile-eau, accompagné d'air sous pression, est alimenté vers un bloc de distribution et de mélange Le mélange huile-eau entrai- né dans l'air sort du bloc de mélange à travers des con- duits individuels aboutissant dans des têtes de pulvérisa- tion, une pour chaque lame de découpage. Le contrôleur ou dispositif de réglage de rapport huile-eau de l'invention se compose de quatre éléments de base: le dispositif de mesure de débit de fluide princi- pal, le contrôleur de rapport, les vannés à solenoides, les injecteurs de fluide secondaire Le dispositif de me- sure de débit mesure le débit principal et envoie un signal numérique au contrôleur de rapport Le contrôleur divise chaque signal en groupes de signaux plus petits qui repré- sentent une quantité égale à un cycle d'injection d'huile. Il compare ensuite ces signaux avec un rapport préréglé. Chaque fois que cette valeur est obtenue, un signal est en- voyé à un circuit de commande électronique et le comptage -3 - recommence L'entrainement envoie une impulsion électro- nique qui actionne une vanne pneumatique à solénoïde. Cette vanne à solénoide actionne un ou plusieurs injec- teurs à déplacement positif qui injectent le composant se- condaire du mélange, tel que l'huile, dans le fluide prin- cipal, en l'espèce, l'eau Le mélange huile-eau est ensui- te envoyé au bloc de distribution et de mélange de la van- ne auquel de l'air est également fourni, le bloc de mélan- ge dosant le mélange huile-eau dans l'air en proportion telle que le meilleur mélange air-liquide sous forme de pulvérisation sur les lames de découpage soit obtenu. On a proposé dans le passé d'utiliser un mécanisme pour combiner une substance possédant de bonnes propriétés de lubrification, de nettoyage et d'inhibition de la rouil- le, avec de l'eau et de l'air dans le but de produire un produit de pulvérisation relativement peu coûteux et ser- vant à refroidir et lubrifier les lames de découpage de verre fondu Un tel mécanisme est décrit dans le brevet américain N O 2 412 268 Ce brevet décrit un mélange d'air et d'eau dirigé suivant une configuration généralement en éventail à angle droit par rapport à l'axe longitudinal des lames de découpage de manière à couvrir deux lames de découpage avec la décharge d'une tête de pulvérisation Un lubrifiant, tel qu'un produit détersif liquide, est mélan- gé ou injecté d'une manière cyclique dans l'eau en répon- se à chaque cycle de coupe du mécanisme de découpage Cet- te possibilité d'injection d'une substance de nettoyage, de lubrification et d'inhibition de rouille dans le courant d'eau est décrite comme constituant une amélioration par rapport au mode d'utilisation d'un mécanisme de pulvérisa- tion du type décrit dans le brevet américain N O 2 230 609. Compte tenu de ce qui précède, un autre objet de la présente invention est de réaliser un système de pulvé- risation de lames de découpage plus étroitement contrôlé qui maintient le rapport huile-eau d'une vanne préréglée dans une gamme de débit étendue De plus, un autre objet de -4- l'invention est de réaliser un nouveau bloc de mélange et de distribution en vue de créer un système capable de traiter et de distribuer de l'huile non soluble dans l'eau. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de trois quarts du contrôleur du rapport huile-eau avec ses con- nexions sur un bloc de mélange et de distribution et des têtes de pulvérisation et de découpage multiples; la figure 2 est une vue en plan, de dessus, du bloc de mélange et de distribution conforme à l'invention, la figure 3 est une vue en élévation latérale du bloc de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 4 4 de la figure 3; et la figure 5 est un diagramme schématique du sys- tème de contrôle de l'invention. En se référant notamment à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un tableau de contrôle généralement désigné 9 Le tableau de contrôle ou de commande 9 contient la logique de contrôle et les circuits dont une description plus détaillée sera donnée par la suite; le tableau est représenté monté sur une plaque de support 10 La plaque 10 sert de support pour un dispositif d'alimentation en eau raccordé à cette plaque au moyen du tuyau 11 L'eau d'ad- mission passe à travers un débimètre 12 et une vanne d'étranglement 13 et ensuite en direction d'un clapet de retenue 14 Après avoir passé par le clapet de retenue 14, l'eau passe à travers un tuyau 15 qui est branché à un rac- cord en "T" 16 En plus du tuyau d'eau s'étendant au-délà du tableau de contrôle, il y a également un tuyau d'air 17. Le tuyau d'air 17 est branché sur un raccord en "T" 18 sur lequel sont raccordés deux conduits de sortie 19 et 20 Le conduit 20 s'étend à travers une vanne d'étranglement 21 et de là l'air se dirige vers un clapet de retenue 22. L'air passant à travers le clapet de retenue 22 *se dirige -5- dans un tuyau 23 qui s'étend depuis la zone du tableau de contrôle vers un bloc de mélange 24 (ce dernier étant dé- crit de façon plus détaillée à propos des figures 2 à 4). L'autre conduit 19 provenant du raccord en "T" 18 qui est également raccordé à l'alimentation en air passe à travers un régulateur 25 et se divise en deux courants au raccord en "T" 26 Le débit d'air de ces deux branches du raccord en "'T" 26 o l'un des débits passe à travers une vanne à solénoïde 27 et puis, par l'intermédiaire d'un tuyau 28, vers un élément de montage 29 L'autre branche du tuyau d'air provenant du raccord en "T" 26 se dirige également à travers une vanne à solénoïde 30 et de là à travers un tuyau 31 en direction d'un deuxième élément de montage 32. Les éléments de montage sont des supports pour deux dispo- sitifs de dosage asservis actionnés pneumatiquement qui sont fonctionnellement une paire d'injecteurs d'huile 33 et 34 Les injecteurs associés avec l'élément de montage 29 ont été désignés par 33 (a) et 34 (a), alors que ceux associés à l'élément 32 portent les chiffres de référence 33 et 34 L'huile est raccordée de manière à pénétrer dans la monture du tableau de contrôle 9 par l'intermédiaire d'un tuyau d'admission 35 Le tuyau d'admission 35 se di- vise au raccord en "T" 36 en une paire de canalisations 37 et 38 qui sont raccordées aux éléments de montage 29 et 33 des injecteurs 33, 33 (a) et 34, 34 (a) La sortie des in- jecteurs 33, 33 (a) et 34, 34 (a) s'effectue à travers des canalisations d'huile 39 de diamètre relativement faible. Toutes les canalisations d'huile 39 se rejoignent à un rac- cord en "T" 40 avec une canalisation 41 de sortie d'huile s'étendant de là à travers un clapet de retenue 42 en amont d'un ajutage d'injection 43 raccordé au raccord en "T" 16. La sortie du raccord en "T" 16 passe à travers un filtre 44 et une vanne d'étranglement et de réglage 45 avant de pas- ser dans l'admission du bloc 24 à travers un tuyau 46. En se référant notamment à la figure 2, on voit que l'on y a représenté un bloc 24 de forme généralement rec- tangulaire Le bloc 24 comporte deux alésages s'étendant à travers la longueur de ce dernier, et dont les extrémi- tés sont bouchées L'alésage 47 est raccordé à la canali- sation d'alimentation en air 15 au moyen d'une admission filetée 48 L'autre alésage 49 est raccordé à la canalisa- tion d'huile-eau 46 au moyen d'un raccord fileté 50 Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, l'alésage 49 compor- te six trous espacés percés verticalement vers le bas à partir de la face supérieure 51 du bloc 24 Les six trous espacés forment des orifices filetés intérieurement à tra- vers la face supérieure 51 du bloc 24 et s'étendent vers le bas pour former les chambres 52, ces dernières étant raccordées à leur tour à travers des orifices de dosage 53 relativement petits, ayant un diamètre d'environ 1,60 mm. Les orifices 53 relient la chambre 52 à l'alésage 49 qui contient le mélange huile-eau. Un coin du bloc 24 est illustré coupé selon un an- gle, tel qu'on peut mieux le voir sur les figures 3 et 4 essentiellement le long de toute la zone de face à l'excep- tion d'une portion centrale 54 qui reste carrée La por- tion découpée crée une face 55 qui se trouve à un angle de 41 par rapport à un plan qui intersecte les lignes média- nes des deux alésages 47 et 49 Cette face 55 forme la surface de référence à travers laquelle six orifices 56 de connexion d'air sont percés entre l'alésage 47 et les cham- bres 52 Comme on le voit mieux sur la figure 4, l'air pé- nètre dans les chambres 52, sous un angle, à travers un orifice 56 légèrement plus grand comparé à la dimension de l'orifice 53 qui relie la chambre 52 à l'huile et l'eau contenues dans l'alésage 49 Grâce à cet arrangement, on voit que dans l a chambre 52 le mélange huile-eau est en- traîné dans l'air passant au travers de cette chambre et que chacune des chambres 52 est raccordée au moyen d'un tuyau flexible 59 à l'une d'une pluralité de têtes de pul- vérisation 60 Chacune des têtes de pulvérisation 60 diri- ge sa projection sur une lame de découpage correspondante -7schématiquement illustrée en 61 Il est bien entendu qu'il y aura une tête de pulvérisation pour chaque lame de dé- coupage concernée et que dans l'arrangement ici décrit, le mécanisme sert à la pulvérisation et à la lubrification de trois jeux, ou paires, de lames de découpage qui consti- tuent le mécanisme servant au découpage simultané de trois gouttes de verre fondu. Dans le but d'obtenir le degré correct de mélange et d'assurer que le mélange eau-huile non soluble donne une pulvérisation uniforme à travers les têtes de pulvérisa- tion, on a trouvé que dans le cas de la configuration du bloc de mélange indiquée avec l'orifice 53 d'environ - 1,60 mm et l'orifice 56 d'un diamètre d'environ 3,2 mm, on peut maintenir entre des limites de + 2 pour cent l'unifor- mité entre les têtes de pulvérisation En plus, on s'est aperçu qu'avec la configuration spécifique de bloc de mé- lange et avec le contrôleur de rapport associé à ce der- nier, on peut réaliser une économie dans la quantité d'huile ainsi que dans la quantité d'eau utilisées par jour par rapport à ce que l'on utilisait normalement avec d'au- tres systèmes de refroidissement de lames à l'huile et à l'eau. En se référant notamment à la figure 5, on va dé- crire maintenant les fonctions opératoires du système de contrôle Le débitmètre 12 est du type émettant des signaux de sortie numériques et envoyant ces derniers au contrô- leur 9 Le contrôleur 9 est du type qui divise dans un di- viseur 65 les signaux reçus du débitmètre en d'autres si- gnaux qui sont représentatifs d'une fonction de l'entrée numérique et qui émet un signal de sortie représentant, en fait, une injection d'huile Ce signal, ou ensemble de si- gnaux, est ensuite comparé dans un comparateur 66 avec un rapport fixe 67 et quand la comparaison est valable, un signal de sortie est transmis à un dispositif de commande 68 destiné à exciter les deux solénoïdes 27 et 30 en vue de fournir des signaux pneumatiques aux éléments de montage 29 - 8- et 32 pour actionner les dispositifs d'injection à déplace- ment positif 33 et 34 Les dispositifs d'injection sont dénommés "dispositifs de dosage asservis", mais en réalité ce sont des injecteurs à déplacement positif entraînés pneumatiquement et désignés par 33, 33 (a) et 34, 34 (a). Sur la figure 1, le dessin montre qu'en fait 4 injecteurs injectent l'huile dans le système d'eau en amont du bloc de dosage et de mélange La raison principale pour laquelle 4 injecteurs sont représentés est que la-capacité de ces 4 injecteurs est suffisante pour fournir à l'eau la quan- tité d'huile nécessaire pour la pulvérisation de 3 paires de lames de découpage Si les exigences sont quelque peu moins élevées, dans certains cas par suite de situations dans lesquelles les lames de découpage ne sont pas utili- sées aussi fréquemment que dans d'autres situations, deux injecteurs pourraient suffire; dans ce cas, seule l'uni- que vanne à solénoïde serait déclenchée et une paire seu- lement d'injecteurs serait actionnée alors que l'autre système serait arrêté Un autre facteur est que, quand il s'agit de réparer l'un ou l'autre des jeux d'injecteurs, l'autre jeu peut continuer à fonctionner pour maintenir le système en marche pendant que les réparations sont ef- fectuées On prévoit qu'en cas d'un nombre plus élevé de lames de découpage, il serait possible d'ajouter des in- jecteurs supplémentaires et d'exploiter ces derniers de nouveau de la même manière au moyen d'une vanne à solénoi- de supplémentaire Ceci se traduirait par un accroissement de la sortie d'huile-afin de traiter l'utilisation ou dé- bit accru d'eau On voit par conséquent que l'on obtient un système dans lequel, indépendamment des variations dans la consommation du liquide par suite de son utilisation plus ou moins élevée, l'injection d'huile dans l'eau est maintenue à un rapport précis fixe Par ailleurs, le débit- mètre 12 est relié à un registre 69 qui donne une indica- tion de la consommation en eau Le registre 69 peut compor- ter un indicateur supplémentaire relié au dispositif de 9 - commande 68 dans le contrôleur 9 en vue de donner égale- ment une indication de la quantité d'huile utilisée. Comme il a été évoqué plus haut, il existe une raison particulière pour que l'on préfère utiliser une huile non soluble dans l'eau pour les systèmes de refroi- dissement de lames de découpage Cette raison est qu'il est indispensable que l'excès de pulvérisation huile-eau, géné- ralement recueilli dans une cuvette placée au-dessous du mécanisme de découpage à l'endroit de l'application de la pulvérisation sur les lames, soit nettoyé avant de pouvoir être jeté Il importe, toutefois, que tout liquide intro- duit dans un système d'égout municipal soit exempt d'huile, et l'unique manière d'extraire cette huile de l'eau à un coût raisonnable est d'utiliser une huile qui n'est pas soluble dans l'eau Dans le cas d'utilisation d'une huile soluble, il devient alors nécessaire de faire passer tout excès de pulvérisation de liquides, qui serait normalement envoyé à l'égout, par un système dans lequel l'huile est émulsifiée puis séparée de l'eau avant le rejet de l'eau dans le système d'égout municipal Cela représente, bien entendu, un système coûteux de nettoyage des eaux résidu- aires en comparaison des systèmes dans lesquels l'huile n'est pas dissoute mais peut être séparée par des moyens mécaniques. - REVENDICATIONS 1. Appareil servant à pulvériser un mélange huile- eau sur les lames de découpage d'un mécanisme de coupe de verre fondu, caractérisé par le fait qu'il comprend des sources séparées ( 35, 17, 11) d'huile, d'air et d'eau rac- cordées au conduit d'air d'un contrôleur ( 9) de rapport huile-eau; des moyens s'étendant à partir dudit contrôleur, desdits conduits d'air et d'eau; des moyens s'étendant jusqu'à un bloc 124) de dis- tribution et de mélange, une pluralité de sorties dans le- dit bloc de mélange; - des moyens ( 59, 60) reliant une sortie avec une buse de pulvérisation individuelle dirigée sur une lame de découpage quand cette dernière se trouve en position-rap- pelée, une canalisation d'huile s'étendant à partir dudit contrôleur et raccordée audit conduit d'eau; des moyens en amont dudit bloc de mélange de débit de l'eau. 2. Appareil selon la revendication 1, caraetérisé par le fait que ledit bloc de distribution et de mélange comporte un bloc de forme allongée pourvu de deux passages le long dudit bloc et des moyens de sortie à chacune des- dites positions; et des moyens ( 59) pour connecter chacune desdites sorties sur une tête de pulvérisation individuelle 160). 3. Appareil selon la revendication 2, caracterisé 11 - par le fait que les moyens reliant les moyens de sortie aux têtes de pulvérisation comprennent des conduits de lon- gueur égale. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contrôleur ( 9) de rapport huile-eau est raccordé à un débitmètre ( 12) interposé dans ladite cana- lisation d'eau pour envoyer, en direction dudit contrôleur, des signaux numériques proportionnels au débit de l'eau. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens ( 65) dans ledit con- trôleur pour diviser lesdits signaux dudit débitmètre en signaux d'injection d'huile; et des moyens ( 66) pour comparer lesdits signaux avec un nombre pré-établi représentant un rapport et un débit particuliers; des moyens s'étendant à partir dudit contrôleur et reliés auxdits moyens d'injection ( 33,34) destinés à action- ner ledit injecteur d'huile. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte, en outre; des moyens ( 65) pour diviser lesdits signaux dudit débitmètre en signaux d'injection d'huile, des moyens de comparaison ( 66) recevant lesdits signaux d'injection et comparant lesdits signaux avec un nombre pré-établi repré- sentant un rapport particulier; et des moyens reliés auxdits moyens de comparaison pour modifier le rapport huile-eau en modifiant ledit nom- bre pré-établi dans lesdits moyens de comparaison. 7. Appareil servant au mélange d'huile dans l'eau et entraînant de l'air pour effectuer la distribution vers une pluralité de positions comprenant un bloc ( 24) de for- me allongée, généralement rectangulaire, comportant deux passages séparés des moyens ( 50) reliant le point central de l'au- tre passage ( 49) au mélange huile-eau ( 46); et des moyens interconnectant lesdits passages en un nombre prédéterminé de positions espacées symétriquement le long du'dit bloc et des moyens de sortie à chacune des- dites positions. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen interconnectant lesdits passa- ges comporte une chambre ( 52) à chaque position, un orifice de dosage s'étendant à partir dudit passage contenant le mélange huile-eau jusqu'à chacune desdites chambres suivant un angle par rapport à ces dernières. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit orifice d'air s'étend suivant un an- gle de 380 à 450 par rapport à la direction du-débit du mélange huile-eau. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit angle est un angle de 41 . 11. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens de sortie sont raccordés à des conduits souples ( 59) et à des têtes de pulvérisation ( 60) à l'extrémité terminale de chaque conduit souple. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits conduits souples sont de longueur égale et que lesdites têtes de pulvérisation surplombent les lames de découpage dans leur position rappelée.