Brevet FR2909662A1 — publié le 20080613

PROCEDE DE FABRICATION D'ARTICLES EN VERRE, DISPOSITIF DE PROTECTION DE GAZ LIQUEFIE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'articles en verre. II est connu d'obtenir des articles en verre à partir de verre fondu. Le verre est usuellement fondu et/ou contenu dans un four à une température adéquate pour permettre l'utilisation du verre fondu dans un procédé de formage. Le verre est prélevé soit directement du four, soit par l'intermédiaire d'un canal et généralement alimente un outil de formage en s'écoulant par gravité à travers un orifice du four ou du canal. Le filet de verre qui s'écoule de cet orifice est couramment sectionné par des ciseaux quand on souhaite alimenter un outil de formage d'articles en verre produits de manière séquentielle. De tels articles en verre sont typiquement des objets creux par exemple de gobeleterie, tels verres à boire. Les verres utilisés sont par exemple de type verres silico-sodo-calcique, verres au plomb, par exemple de type cristal, verres opale. La figure 1 représente une partie d'une installation 10 de production d'articles en verre connue. Un four 11, également appelé poche de chauffage, contient du verre liquide 12. Un tel four comprend en général des matériaux réfractaires en contact avec le verre fondu ou comprend une paroi de métal refroidie au contact de laquelle se fige du verre. Un orifice 14 est situé en un point bas du four 11 et permet l'écoulement d'un filet de verre 13. Le filet 13 est sectionné par des ciseaux 20 constitués de deux lames animées d'un mouvement de va et vient. On obtient après section du filet de verre 13 un lopin de verre 15, également appelé paraison, qui alimente un dispositif de fabrication d'article en verre, par exemple par moulage ou par centrifugation. Après éloignement des ciseaux,une nouvelle goutte se forme à partir du filet de verre 13 qui est sectionné pour former un nouveau lopin de verre 15. A titre d'exemple, le temps d'aller retour des lames des ciseaux 20 est de l'ordre de 2 secondes. La figure 1 a représente la position des lames dans leur position éloignée du filet de verre 13, et la figure 1 b représente les lames des ciseaux 20 juste après avoir sectionné le filet de verre 13 pour former le lopin de verre 15. Une lame de ciseaux 20 est représentée en figure 2. Elle est usuellement en métal et comprend une partie en V, 21. Deux parties en V de deux lames qui se font face permettent la section du filet de verre. Chaque lame comprend également une zone de montage 22 destinée à permettre l'installation horizontale des lames sur un dispositif de va et vient adéquat. Les lames des ciseaux 20 sont amenées à opérer 2909662 2 dans un environnement où la température est élevée et peut conduire à une dégradation rapide de ces lames. Le verre, dans le filet de verre 13 à sectionner, est en effet en général à une température supérieure à 1000 C, voire supérieure ou égale à 1200 C. Afin de limiter le phénomène d'échauffement des lames, on projette 5 usuellement de l'eau sur les lames pour les refroidir. Des buses 30 sont disposées sous les lames de ciseaux 20 dans la zone où se situent les lames dans leur position éloignée du filet de verre 13 au cours de leur mouvement de va et vient. De l'eau sous forme de gouttelettes est projetée à partir des buses 30, en général à chaque recul des lames de ciseaux 20. Les gouttelettes d'eau 10 impactent une zone 23 des lames de ciseaux 20 permettant un refroidissement de ces lames. Typiquement on projette pendant environ une demi seconde des gouttelettes d'eau sur les lames, à chaque recul des lames. Cette solution, bien que permettant de préserver les lames de ciseaux d'une dégradation trop rapide, a de nombreux inconvénients. 15 En effet, elle nécessite la mise en oeuvre d'importantes quantités d'eau, qu'il convient de recycler en partie et de prétraiter, notamment par ozonation. En outre, on constate que des éclaboussures peuvent atteindre le filet de verre 13 et conduire à des défauts sur l'article final. En outre, il convient en général d'ajouter de l'huile à l'eau, à hauteur d'environ 2% en volume pour lubrifier les lames. 20 Afin de remédier à cet inconvénient, il a été proposé dans le document WO 90/03341 de refroidir les lames de ciseaux en projetant sur leurs surfaces un jet de gaz liquéfié. Le procédé et le dispositif divulgués dans ce document présentent cependant l'inconvénient de conduire à des variations de débit du gaz projeté. En effet, les 25 inventeurs ont pu constater que dans les conditions opératoires mentionnées, on constate un givrage de l'organe de projection, notamment de la buse à travers laquelle est projeté le gaz liquéfié. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus. 30 Par conséquent, l'invention a pour but de proposer un procédé de fabrication d'articles en verre où le refroidissement des lames de coupe ne met pas en oeuvre de pulvérisation d'eau, afin notamment d'éviter des défauts sur les articles en verre fabriqués, tout en obtenant des conditions de refroidissement stables. 35 Ce but est atteint par le procédé comprenant les étapes suivantes : -approvisionnement en verre fondu dans un four, 2909662 3 - écoulement du verre fondu par un orifice du four pour former un filet de verre fondu, -section du filet de verre fondu par des ciseaux pour former un lopin de verre fondu, - refroidissement des ciseaux par projection d'un jet de gaz liquéfié grâce à un organe de projection qui comprend une buse autour de laquelle on envoie un gaz chaud. 5 Il est ainsi possible de supprimer l'eau de refroidissement des ciseaux et d'éviter les contraintes de traitement et de recyclage y afférant. On note en outre une amélioration de la qualité des articles produits qui présentent moins de défauts. Grâce au procédé selon l'invention, il est possible de diminuer, voire d'éliminer la quantité d'huile nécessaire pour lubrifier les lames de ciseaux. En outre, l'envoi d'un gaz chaud 10 autour de la buse permet d'en éviter le givrage et ainsi d'obtenir un débit stable du gaz projeté. Les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison, permettent d'obtenir différents modes de réalisation du procédé selon l'invention : -le gaz liquéfié est du CO2 ; l'utilisation du CO2 est particulièrement avantageuse car 15 son important apport frigorifique accélère le refroidissement des lames des ciseaux et permet même d'augmenter les cadences de fabrication ; - les ciseaux sont constitués de deux lames animées d'un mouvement de va et vient où une extrémité de chaque lame vient contribuer au sectionnement du filet de verre fondu et où on projette le gaz liquéfié quand la lame est distante du filet de verre 20 fondu ; - un organe de projection est situé sous chaque lame des ciseaux et la distance entre les ciseaux et le point d'émission du jet de gaz liquéfié est de l'ordre de quelques centimètres, par exemple entre 1 et 20 centimètres, notamment de l'ordre de 5 centimètres ; 25 - le gaz liquéfié est acheminé à partir d'un réservoir relié à (aux) l'organe(s) de projection par des canalisations isolées sous vide ; - une partie de l'organe de projection est refroidie par circulation d'un gaz froid ; - le gaz chaud et le gaz froid sont produits par un tube Vortex alimenté en air comprimé ; 30 - le gaz est de l'air. L'invention concerne également un dispositif de projection d'un gaz liquéfié comprenant : - un boîtier comprenant une chambre, - une amenée de gaz liquéfié approvisionnant en gaz liquéfié la chambre, 35 - une buse de projection permettant de projeter le gaz liquéfié à partir de la chambre, - des moyens de chauffage de la buse. 2909662 4 Il est ainsi possible de projeter du gaz liquéfié en évitant que la buse ne soit en partie, ou totalement, recouverte de givre, ce qui risquerait de dévier le jet de gaz liquéfié et d'empêcher le gaz liquéfié d'atteindre sa destination. Selon des modes de réalisation de l'invention, le dispositif comprend les 5 caractéristiques suivantes : -des moyens de refroidissement de l'intérieur du boîtier, - les moyens de chauffage de la buse et les moyens de refroidissement de l'intérieur du boîtier sont alimentés en gaz comprimé, notamment en air comprimé, par l'intermédiaire d'un tube Vortex dont une partie produit du gaz chaud et une autre 10 partie produit du gaz froid. L'invention concerne également un procédé de refroidissement de ciseaux pour former des lopins de verre fondu par projection d'un jet de gaz liquéfié qui met en oeuvre le dispositif ci-dessus. 15 L'invention concerne également une installation pour la fabrication d'articles en verre qui comprend : - un four avec un orifice pour permettre l'écoulement du verre par gravité, - des ciseaux pour sectionner un filet de verre provenant du four, 20 - un organe de projection d'un jet de gaz liquéfié disposé pour permettre le refroidissement des ciseaux et qui comprend une buse autour de laquelle on envoie un gaz chaud. Selon des modes de réalisation de l'invention, l'organe de projection de cette installation est un dispositif de projection tel que ci-dessus. 25 L'invention sera détaillée ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes : -Figure la et b : coupe schématique d'une partie d'un dispositif de fabrication d'articles en verre connu. - Figure 2: dessin schématique d'une lame de ciseaux, connue, permettant de 30 sectionner un filet de verre. - Figure 3 : schéma d'une partie de l'installation de fabrication d'articles en verre selon l'invention. - Figure 4: vue schématique d'un dispositif de projection d'un gaz liquéfié selon l'invention. 35 Pour raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés dans ces figures ne sont pas en proportion avec leurs dimensions réelles. Les figures 2909662 5 représentent les éléments disposés par rapport à une ligne horizontale. Dans la suite les termes sur , sous , inférieur , supérieur , sont utilisés en référence à un axe orthogonal à cette ligne horizontale. Par ailleurs, sur toutes les figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques. 5 Les figures 1 a, 1 b et 2 ont été décrites ci-dessus. La figure 3 représente une partie de l'installation de fabrication d'articles en verre selon l'invention. Du verre en fusion 12 est disposé dans le four 11 doté d'un orifice 14 pour permettre l'écoulement d'un filet de verre 13 qui est sectionné par une paire de lames de ciseaux 20. De manière connue en soi, le lopin de verre 15 alimente un outil 10 de formage non représenté, par exemple un dispositif de moulage ou un dispositif de centrifugation. Les deux lames sont refroidies par projection d'un jet de CO2 liquide, 100, émis par un organe de projection 101. Cet organe 101 est disposé sur un support 40 de l'outil de formage. Le CO2 liquide est acheminé à partir d'un réservoir 180 à travers une canalisation isolée sous vide 160. Le réservoir 180 est fixé au sol 15 182 par des jambages 181. Il contient du CO2 liquide 50, dont l'équilibrage est assuré à travers la vanne 183. Le CO2 liquide est typiquement stocké à û 20 C, et à 20 bars. Une soupape 184 permet de relâcher le gaz en surpression. Une vanne 163 permet de connecter le réservoir 180 à la canalisation 160. Une purge 162 est prévue ainsi qu'un filtre 161. La canalisation isolée sous vide 160 distribue le CO2 liquide à travers deux 20 flexibles sous vide 130 qui alimentent chacun un organe de projection 101. La longueur de ces flexibles est d'environ deux mètres. Une vanne d'arrêt 150, et un ensemble purge, soupape et manomètre 140 permettent de gérer la quantité de CO2 liquide apportée à l'organe de projection. La canalisation isolée sous vide 160 est située au-dessus des lames de ciseaux 20 et un purgeur 170 à flotteur fermé 171 est disposé au 25 point haut de la tuyauterie pour assurer un transfert de CO2 liquide franc à l'utilisation et limiter la gazéification du CO2 au cours de son transfert à partir du réservoir 180. La figure 4 représente une vue schématique d'un dispositif 101 de projection de gaz liquéfié selon l'invention. Un tel dispositif peut être mis en oeuvre avec l'installation de la figure 3. Il sera alors avantageusement disposé sous les lames des ciseaux 20 à 30 une distance telle que le point d'émission du jet de gaz liquide 100 soit distant de quelques centimètres de la partie inférieure desdites lames, par exemple entre 1 et 10 centimètres, notamment de l'ordre de 5 centimètres. Le CO2 liquide est amené par le tuyau flexible 130 pour alimenter une chambre 102. Cette chambre 102 constitue le corps d'une électrovanne qui est actionnée par une bobine 105 alimentée à travers un 35 boîtier électrique 106. La chambre 102 porte une buse calorifugée 103 permettant d'orienter le jet de CO2 liquide. La chambre 102 et son environnement sont contenus 2909662 6 dans un boîtier 107, généralement en métal. La buse 103 est protégée de l'environnement par une pièce cylindrique creuse 104 qui l'entoure. La buse a par exemple un diamètre de sortie de l'ordre d'un millimètre. Comme vu précédemment, le dispositif 101 est situé près des lames de ciseaux dans un environnement chaud, qui 5 peut atteindre plusieurs centaines de degrés. Afin d'éviter la dégradation des composants du dispositif 101, de l'air froid est soufflé à l'intérieur du boîtier 107. Les flèches 113 représentent la circulation d'air froid qui permet de refroidir les composants de l'électrovanne et l'extrémité du tuyau flexible 130. On a pu constater que la formation de givre sur la buse 103 peut conduire à des jets de CO2 non satisfaisants. 10 Afin de pallier à cet inconvénient, on a prévu des moyens de chauffage de la buse 103 par balayage d'un gaz chaud autour de la buse 103. Le gaz chaud est amené par le tuyau 110 dans la pièce cylindrique 104 qui entoure la buse 103. Dans le dispositif représenté, le gaz qui refroidit le boîtier 107 et réchauffe la buse 103 est obtenu par un tube Vortex 109 alimenté par un tuyau 108 en gaz comprimé et dont la partie qui 15 produit du gaz chaud est reliée au tuyau 110 et la partie qui produit du gaz froid est reliée par l'intermédiaire du tuyau 111 à une ouverture 112 du boîtier 107. Un tube Vortex est un appareil connu en soi, ne comportant aucune pièce en mouvement et qui convertit un gaz comprimé en deux courants, l'un chaud, l'autre froid. Un tel tube peut produire jusqu'à 3 kW de réfrigération en utilisant de l'air comprimé à 7 bars. Une valve 20 d'étranglement sur la partie chaude permet de régler de façon continue les débits et les températures. On peut ainsi avantageusement éviter simultanément une augmentation de température dans le boîtier 102 et éviter la formation de givre sur la buse 103. L'invention ne se limite pas à ces types de réalisation et doit être interprétée de 25 façon non limitative et englobant tout mode de réalisation équivalente. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'articles en verre comprenant les étapes suivantes : - approvisionnement en verre fondu (12) dans un four (11), -écoulement du verre fondu par un orifice (14) du four (11) pour former un filet de verre fondu (13), - section du filet de verre fondu (13) par des ciseaux (20) pour former un lopin de verre fondu (15), - refroidissement des ciseaux (20) par projection d'un jet de gaz liquéfié (50) grâce à un organe de projection (101) qui comprend une buse (103) autour de laquelle on envoie un gaz chaud. 2. Procédé de fabrication d'articles en verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est du CO2. 3. Procédé de fabrication d'articles en verre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ciseaux (20) sont constitués de deux lames animées d'un mouvement de va et vient où une extrémité (21) de chaque lame vient contribuer au sectionnement du filet de verre fondu (13) et où on projette le gaz liquéfié quand la lame est distante du filet de verre fondu (13). 4. Procédé de fabrication d'articles en verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un organe de projection (101) est situé sous chaque lame des ciseaux (20) et où la distance entre les ciseaux (20) et le point d'émission (103) du jet de gaz liquéfié (50) est de l'ordre de quelques centimètres, par exemple entre 1 et 20 centimètres, notamment de l'ordre de 5 centimètres. 5. Procédé de fabrication d'articles en verre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on achemine le gaz liquéfié (50) à partir d'un réservoir (180) relié à (aux) l'organe(s) de projection (101) par des canalisations isolées sous vide. 6. Procédé de fabrication d'articles en verre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de l'organe de projection (101) est refroidie par circulation d'un gaz froid. 2909662 8 7. Procédé de fabrication d'articles en verre selon la revendication 5 et la revendication 6, prises en combinaison, où le gaz chaud et le gaz froid sont de même nature et sont produits par un tube Vortex alimenté en gaz comprimé. 8. Procédé de fabrication d'articles en verre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz envoyé autour de la buse (103) est de l'air. 9. Dispositif de projection (101) d'un gaz liquéfié comprenant : 10 - un boîtier (107) comprenant une chambre (102), - une amenée de gaz liquéfié (130) approvisionnant en gaz liquéfié la chambre (102), - une buse de projection (103) permettant de projeter le gaz liquéfié à partir de la chambre (102), - des moyens de chauffage de la buse (103). 15 13. Dispositif de projection selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de refroidissement de l'intérieur du boîtier (107). 14. Dispositif de projection selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens 20 de chauffage de la buse (103) et les moyens de refroidissement de l'intérieur du boîtier (107) sont alimentés en gaz comprimé, notamment en air comprimé, par l'intermédiaire d'un tube Vortex dont une partie produit du gaz chaud et une autre partie produit du gaz froid. 25 12. Procédé de refroidissement de ciseaux (20) pour former des lopins de verre fondu (15) par projection d'un jet de gaz liquéfié caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11. 13. Installation de fabrication d'articles en verre comprenant : 30 -un four (11) avec un orifice (14) pour permettre l'écoulement du verre par gravité, - des ciseaux (20) pour sectionner un filet de verre (13) provenant du four (11), - un organe de projection (101) d'un jet de gaz liquéfié (50), disposé pour permettre le refroidissement des ciseaux (20), et qui comprend une buse (103) autour de laquelle on envoie un gaz chaud. 5 2909662 9 14. Installation de fabrication d'articles en verre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'organe de projection (101) est un dispositif de projection selon l'une des revendications 9 à 11.