Brevet FR2545813A1 — publié le 19841116

Appareil pour réchauffer du verre fondu s'ecoulant à travers la section de conditionnement d'un canal de distribution Dans le conditionnement du verre fondu s'écoulant le long d'un canal de distribution et dans la commande de la température de ce verre, il est classique que de tels canaux de distribution comportent une série de brtleurs à gaz dis- posés au-dessus du niveau du verre sur l'un et l'autre co'té Les flammes des brûleurs sont dirigées juste auedessus de la surface du verre, grâce quoi on peut commander, c'estZà-dire régler, la quantité de chaleur stéchappant du verre dans llen- vironnement du canal de distribution et dans ltatmosphère. Il est important que la température et la viscosité du verre, au moment où celui-ci sort du canal de distribution1 soient réglées avec exactitude. Dans la fabrication des récipients en verre, le verre fondu est déchargé du canal de distribution sous la forme d'un courant que l'on divise en gouttes ou charges de verre. Dans la fusion et la distribution du verre coloré, il est beaucoup plus difficile de régler la température, car la flamme brayant au-dessus de la surface du verre ne pénètre pas par rayonnement et conduction aussi facilement que dans le cas de la distribution du verre trans- parent ou verre flint. Le verre pénétrant dans le canal de distribution arrive d'un avant-bassin où sa température de sortie est généralement réglée de telle sorte que la température du verre au voisinage de la cuvette d'avant-corps du canal de distri bution puisse être réduite. Dans les canaux de distribution normaux chauffés au gaz, le verre le long des cotés du conduit est plus froid que le verre se trouvant au centre du conduit. Dans le cas des verres colorés, ceci se traduit normalement par une température qui, sur les cotés, est de 22 C a' 34 C inférieure à la température le long de l'axe longitudinal du canal. Dans certains cas, ces différences de température entre le coté et le centre atteignent 6,60C, Ce déséquilibre de température a un effet prononcé sur la répartition du verre dans les récipients fabriqués avec ce verre. A mesure que les vitesses de production ont augmenté et que les poids des bouteilles ont diminué, l'amplitude admissible du gradient de température est devenu critique. De façon caractéristique, on utilise des thermocouples ou autres dispositifs de mesure de température immergés dans le verre à la sortie de 1'avant-bassin ou à l'entrée du canal de distribution0 En-outre, on place des thermocouples en divers points le long du canal de distribution. La partie du canal de distribution qui se trouve au voisinage immédiat de la cuvette d'avant-corps ou distributeur est appelée "la section de conditionnement" du canal de distribution et c'est à cette section du canal de distribution que la présente invention se rapporte spécifiquementO Le chauffage électrique des canaux de distribution de verre 'est pas nouveau bien entendu et, 'a titre d'exemple récent, on peut se référer au brevet US 4 227 909.Ce brevet particulier décrit un agencement permettant d'obtenir un chauffage par effet joule en travers du conduit du canal de distribution en positionnant des électrodes de polarités opposées sur les côtés opposés du canal de distribution. De plus, ce brevet décrit un agencement grace auquel toutes les électrodes du canal de distribution sont maintenues à coup sûr au même-potentiel électrique par rapport à une contre- électrode immergée dans le bassin de fusion de verre. Un autre brevet délivré récemment, à savoir le brevet US n 4 247 733, décrit un canal de distribution de verre chauffé électriquement, dans lequel les électrodes semblent s'étendre sur la totalité de la largeur du canal de distribution, les électrodes adjacentes ayant une polarité différente de manière qu'il circule entre elles un courant produisant un chauffage par effet joule Cesélectrodes sont telles qu'elles divisent le canal de distribution en une pluralité de zones individuelles sous commande séparée. La présente invention concerne le système destiné à chauffer électriquement le verre le long des parois latérales d'un canal de distribution, cela uniquement à l'extrémité avant ou section de conditionnement0 Il va de soi qu'une autre chaleur est appliquée au canal de distribution par combustion d'un gaz de la manière habituelle et que la présente invention, d'une façon générale, peut etre considérée comme un renforcement du chauffage a' l'extrémite avant à l'aide d'une chaleur d'origine éleetrique. De plus, la présente invention fournit un système dans lequel un niveau de courant réglé, chosi par l'opérateur, peut être appliqué à des électrodes disposées dans la section de conditionnement0 Ces électrodes et le réglage assurent un certain degré de température de renforcement sur les côtés du canal de distribution0 Des thermocouples à trois niveaux, ou thermocouples le longde l'axe longitudinal du canal de distribution au voisinage de la cuvette d'avant corps sur trois niveaux, surveillent la température du verre à ces trois niveaux. Un second dispositif de détection de température dispos au voisinage de la paroi latérale du canal de distribution fournit un signal à un circuit de commande prépondérante qui comporte un indicateur réglable de température pouvant être du type numérique.L'opérateur peut régler la température voulue, et le circuit de commande prépondérante, en réponse à la température de la paroi latérale, fournit un courant supplémentaire au système pour amener la température de la paroi latérale jusqu'à la valeur du point de réglage ou point de consigne. De cette manière, la température de la paroi latérale peut êre amenée en concordance avec la température le long de l'axe, gracie à quoi on obtient un verre se trouvant dans la condition optimale pour le formage de réci- pients en verre. On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en plan schématique de la section de conditionnement du canal de distribution de la présente invention, cela avec le schéma de l'agencement de circuit électrique et de la commande de ce circuit la figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 1. En se référant particulièrement à la figure 1, on voit que l'on y a représenté la section de conditionnement d'un canal de distribution référencé 10 dans son ensemble. Cette section du canal de distribution, comme représentée en coupe sur la figure 3, comprend un conduit 11 en céramique. Le conduit 11 comporte d'une façon générale un agencement de parois latérales s'étendant depuis un avant-bassin jusqu a un point 12 où les parois latérales commencent à converger l'une vers 11 autre. A l'extrémité avant extrême du conduit 11, à l'endroit où les parois latérales sont les plus rapprochées, un distributeur, ou ce que l'on appelle fréquemment "une cuvette d'avant-corps11, 13, est fixé o La cuvette d'avant-corps 13 se présente généralement sous la forme d'un élément métallique semi-circulaire 14 garni de briques réfractaires 15. La cuvette d'avant-corps comporte dans son fond une ouverture circulaire 16.Cette ouverture est fermée par un élément 8 en céramique comportant des conduits d'écoulement convergeant vers le bas, destinés à fournir un ou plusieurs courants de verre que l'on peut découper en une ou plusieurs charges individuelles de moules. L'élément 8 fermant l'ouverture 16 est classique dans la technique et il n'est pas jugé nécessaire d'en donner une description détaillée. Il suffît de dire que cet élément, appelé dans la technique "orifice en céramique de distributeur" est supporté par une cuvette d'écoulement articulée normalement à la cuvette dtavant-corps de manière à pouvoir être déplacée vers le haut jusqu'à la position de l'ouverture 16 ou à s'en éloigner. Concentriquement au-dessus de l'ouverture 16 se trouve un tube cylindrique 17 appelé "tube de distributeur". Cet élément tourne autour de son axe vertical et sert à faire circuler le verre sur son côté extérieur pour égaliser la température du verre dans le distributeur. En outre, l'extrémité inférieure du tube 17 est disposée par rapport au bord supérieur de l'ouverture 16 de manière à commander la vitesse à laquelle le verre s'écoule du canal de distribution dans l'ouverture 16. Dans un canal de distribution typique dans lequel les charges ou gouttes de verre sont formées pour être délivrées à des machines de formage de bouteilles, un plongeur vertical est disposé à l'intérieur du tube 17 et ce plongeur est animé verticalement d'un mouvement de va-et-vient pour extruder, en fait, le verre sous forme d'un ou plusieurs courants et, lorsque ce plongeur se soulève, il a pour effet d'arrêter le flot de verre, le verre extrudé étant à ce moment découpé en charges individuelles à l'aide de ciseaux. Ce cycle se répète de lui-mssme de sorte que des charges individuelles de moules sortent du distributeur 13 et tombent alors par gravite jusqu'à la machine de formage. Comme on peut le voir sur la figure 2, le distributeur 13 peut et doit de façon typique comporter un ou plusieurs brûleurs à gaz 18 sur sa périphérie afin de maintenir la surface du verre présent dans la cuvette d'avantscorps ou distributeur à une température stable. Dans les canaux de distribution du type représenté sur les figures 1-3, le conduit 11 de canal de distribution est recouvert par un toit 19 en céramique formé par une multi- plicité de briques réfractaires 20. NormalementS ce toit est ininterrompu-; toutefois, comme on peut le voir sur les. figures 2 et 3, trois trous d'accès 21, 22 et 23 sont formés dans le toit 19. A travers chaque trou ou ouserture ssétend un dispo sites 24 de détection de température.Comme on peut mieux le voir sur la figure 3, trois de ces dispositifs sont présents, chaque dispositif de détection de température tant composé d'un élément de support 25 supportant trois thermocouples 26, 27 et 28 sépares et distincts. Comme on peut le voir sur la figure 2, le thezmocouple supérieur est référencé 26, le thermocouple médian 27 et le thermocouple inférieur ou le plus bas est référencé 28o Chacun des dispositifs de détection de température est appelé communément "un thermocouple à trois niveaux . Toutefois, il s'agit fondamentalement dtun dispositif de détection de température comportant trois thermocouples espacés verticalement et supportés par ce dispositife Bien que trois thermocouples aient été représentés, il va de soi que l'on pourrait en utiliser plus si on le désirait. Dans le présent cas, où le verre se trouvant dans le canal de distribution pénètre dans la section de conditionnement sur une profondeur d'environ 15 cm, les thermocouples ou éléments de détection individuelle du "dispositif à trois niveaux'2 peuvent se trouver à 2,5 cm, 7,5 cm et 12,7 cm du fond du conduit. On voit donc que tous les thermocouples sont immergés dans le courant de verre fondu et qu'ils détectent la température réelle du verre à l'endroit où ils se trouvent. La demanderesse s'est aperçu, par expérience, que dans le fonctionnement d'un canal de distribution, il est souhaitable que les éléments de détection de température du thermocouple "à trois niveaux l'endroit d&commat; de l'axe longitu- dinal du canal, indiquent tous une température aussi identique que possible. Pour obtenir une telle condition, il faut en définitive effectuer la commande en réglant la température du verre sortant de ltavant-bassin à l'aide d'une chaleur supplémentaire en raison du rayonnement de surface que l'on empêche ou compense par le chauffage des brûleurs à gaz le long des côtés du conduit avant que le verre arrive dans la section de conditionnement du canal de distribution.Dans certains cas, le verre s'écoulant à la base de l'axe du canal peut être trop chaud et un refroidissement du verre à la base dù canal de distribution peut être nécessaire. Bien entendu, dans tous les cas où il est nécessaire d'effectuer un refroidissement supplémentaire dans le canal de distribution afin d'obtenir un équilibre de température, une certaine quantité de combustible est consommée inutilement. La condition idéale serait l'arrivée du verre à l'endroit du thermocouple à trois niveaux de telle manière que les trois thermocauples enregistreraient la même température idéale que pour la composition de verre en cours de fusion, Comme on l'a mentionné précédemment, il est bien connu que le verre le long des côtés du conduit du canal de distribution à l'endroit de la section de conditionnement a tendance à etre à une température inférieure de il à 22O à celle du verre se trouvant à l'endroit de l'axe longitudinal du canal de distribution En tenant compte de ceci, on place une multiplicité d'électrodes 29 à travers la paroi latérale du conduit 11, et on immerge leurs extrémités dans le verre fondu sur environ 7,5 cmO Comme on peut le voir, les électrodes adjacentes ont une polarité opposée, tandis que les électrodes opposées ont la même polarité, la majeure partie du courant circulant de ce fait entre les électrodes adjacentes et seule une partie peu importante circule en travers du conduit dans un degré notable. il se produit alors un chauffage par effet joule principalement le long de la paroi latérale et uniquement dans la section de conditionnement en avant du distributeur ou cuvette d'avant-corps Le rapport exact entre le courant circulant entre les électrodes adjacentes et les électrodes opposées est fonction de lespacement relatif. Les électrodes sont reliées à un transformateur 30 qui, à son tour, est relié à un dispositif 31 de commande de courant et, de là, à une source de courant. Le dispositif 31 de commande de courant est du type qui peut etre préréglé par l'opérateur à un niveau de courant choisi préalablementO Le niveau de courant choisi est celui qui est jugé suffisant pour maintenir la température des parois latérales et la température le long de l'axe longitudinal à un niveau aussi proche l'une de l'autre. Tous les thermocouples 26, 27 et 28 au centre du dispositif 24 de détection de température sont reliés par un conducteur 32 à un indicateur 33 de température9 De même, les trois thermocouples associés au thermocouple du coé droit monté dans le trou 23 sont reliés par un conducteur 34 à l'indicateur 33.L'indicateur 33 peut tre un dispositif de mesure de température multicanaux tel qu'un dispositif de lecture numérique Doric vendu par la Société "Doric Instrument Company". Cet instrument peut fournir des indications visuelles de tous les thermocouples et, si on le désire, peut donner des enregistrements de ces indications sur une certaine période de temps Les valeurs données par l'indicateur 33 peuvent avoir une influence sur le réglage dru dispositif 31 de commande de courant par ltopérateur et constituer un "outil" que l'opérateur peut utiliser pour régler la température du verre lorsque celui-ci pénètre dans le canal de distribution. Le thermocouple médian du dispositif de détection de température monté dans le trou 21 se trouvant sur le côté gauche sur la figure 3 est relié par un conducteur 35 à un circuit 36 de commande prépondéranteO Le circuit 36 de commande prépondérante est muni d'une graduation 37 de température de point de réglage que l'opérateur peut utiliser pour effectuer le choix d'une température qui, de façon typique, sera choisie pour etre la meme que l'indication de température à l'endroit de l'axe longitudinal du canal de distribution.Le circuit de commande prépondérante, en réponse aux écarts des indications des thermocouples de parois laté- rales,assure un réglage du courant fourni au transformateur 30 et cette commande est automatique0 De ce faitS le circuit de commande prépondérante ajuste le courant fourni aux électrodes de manière å porter la température de parois latérales du canal de distribution a la valeur de la température le long de l'axe longitudinal, c'est-à-dire la température qui est choisie sur l'échelle 37-de température de point de réglage0 De cette manière, on supprime le déséquilibre de température qui a un effet prononcé sur la répartition du verre dans les bouteilles formées avec le verre provenant du canal de distribution2 et le système assure un renforcement de la température à l'extrémité avant et a pour résultat un meilleur rendement du travail et une meilleure qualité des objets en verre0 VEN9) ICÂTI ONS 1. Appareil pour réchauffer du verre fondu s'écoulant à travers la section de conditionnement d'un canal do distribution, caractérisé par le fait qu'il comprend une multiplicité de paires d'électrodes (29) s'étendant à travers les parois latérales du canal de distribution (10) avec leurs extrémités se terminant au voisinage de la paroi latérale de ce canal un agencement de circuit relié auxdites paires d'électrodes, cet agencement de circuit étant tel qu'il assure un chauffage par effet joule du verre au voisinage des parois latérales du canal de distribution ;; une source de courant électrique reliée audit agencement de circuit un premier moyen (24) de détection de température disposé à l'intérieur dudit canal de distribution à l'endroit de l'axe longitudinal de ce dernier dans la section de bondi tionnement au voisinage de 11 extrémité de cette dernière, ledit premier moyen de détection comprenant un thermocouple immergé dans le verre ; un second moyen (24) de détection de température s'étendant dans le canal de distribution au voisinage de la paroi latérale de celui-ei en alignement avec ledit premier moyen de détection un dispositif (31) de commande de courant monté dans ledit agencement de circuit ; un circuit réglable (36) de commande prépondérante de température relié audit agencement de circuit ; et un moyen (35) reliant ledit second moyen de détection de température audit circuit (36) de commande prépondérante pour régler le courant fourni auxdites électrodes de manière à porter la température de parois latérales jusqu'au point de réglage sélectionné dudit circuit de commande prépondérante. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit premier moyen (24) de détection de température est un thermocouple à trois niveaux. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le thermocouple à trois niveaux comporte un premier thermocouple (26) adjacent à la surface mais immergé dans le verre et deux autres thermocouples (27, 28) se trouvant à des niveaux inférieurs dans le verre. 4. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit second moyen (24) de détection de température est un thermocouple (27) immergé dans le verre approximativement à mi-profondeur de celui-ci. 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit second moyen (24) de détection de température est un thermocouple à trois niveaux comportant des thermocouples (26, 27, 28) se trouvant a trois niveaux dans le verre, le thermocouple central (27) étant relié au circuit (36) de commande prépondérante0 6. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un indicateur (33) de température et un moyen pour relier tous les thermocouples à cet indicateur de manière à obtenir une indication de la température aux trois niveaux.