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BREVET D'INVENTION ------------------ Société Anonyme des Manufacturas des Glaces et Produits Chimiques de Saint-Gobain, Chauny & Cirey, Ibis place des Saussaies à Paris Se - France - PROCEDE ET APPAREIL POUR LA TREMPE D'OBJETS EN VERRE.
La présente invention se rapporte au procédé de trempe d'objets en verre qui consiste à porter ces objets à une température uniforme voisine du point de ramollissement du verre et à les plonger ensuite dans un bain liquide de refroidissement, à une température appropriée. Les applications connues de ce procédé donnent satisfaction d'une manière générale pour effectuer la trempe d'objets en verre lorsque ceux-ci présentent une épaisseur sensiblement uniforme et ont une forme telle que, sur les diverses surfaces exposées à l'action de l'agent de refroidissement, la circulation de celui-ci puisse s'effectuer librement, c'est à dire, en raison de la forme, ne soit entravée d'aucune manière.
Par exemple, les réalisations actuelles de ces
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procédés sont satisfaisantes pour la trempe d'objets présentant des contours dont la courbure varie d'une façon relativement graduelle et dont les parois ont une épaisseur sensiblement uniforme.
Dans ce cas, en effet, toutes les parties de la surface de l'objet se trouvent refroidies sensiblement à la même vitesse et l'on obtient un objet dans lequel le verre, en toutes ses parties, est dans un état de compression à peu près uniforme-
Au contraire, lorsqu'il s'agit de tremper des articles en verre dont le contour est tel que, sur certaines parties de leur surface, la circulation du liquide refroidisseur ne peut s'opérer d'une manière absolument libre, c'est à dire est plus ou moins entravée, la vitesse de refroidissement de ces surfaces est plus faible que celle des autres zones de l'objet sur lesquelles les courants de convexion peuvent se développer librement.
Le refroidissement de tels objets donne alors naissance à des gradients de température entre les différents points de leur surface, de sorte que, après refroidissement complet de l'objet, les surfaces qui, au cours du refroidissement, ont été refroidies plus lentement que les autres, présentent un degré de compression plus faible. Dans certains cas, ces surfaces ayant subi un refroidissement trop lent peuvent même présenter une certain tension de couche superficielle du verre. Il en résulte que la moindre rayure ou le moindre choc affectant ces surfaces, dont la trempe est insuffisante ou nulle, peuvent âtre l'origine de criques dans l'objet et provoquer par suite la brisure de celuici.
Des inconvénients analogues se manifestent lorsque les procédés connus de trempe sont appliqués à la trempe d'objets dont les parois présentent des différences plus ou moins considérables d'épaisseur. Dans ce cas, même si la circulation du fluide refroidisseur s'opère d'une manière libre et uniforme sur toute
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la surface de l'objet, les parois les plus épaisses se refroidissent plus lentement que les parois plus minces et, finalement, ces objets ne sont pas suffisamment trempés dans toutes leurs parties.
Les inconvénients signalés ci-dessus, qui affectent la trempe d'objets présentant des variations de courbure relativement brusques ou possédant des parois dont l'épaisseur n'est pas suffisamment uniforme, sont particulièrement manifestes dans le cas de la trempe d'objets en verre creux, terminés par des orifices relativement étroits par rapport à la dimension moyenne de ces objets, ce qui est le cas notamment d'objets en verre creux, tels que des bouteilles, flacons et analogues.
La présente invention a pour objet un procédé pour la trempe d'objets creux en verre, applicable en particulier à ceux dont la forme ou l'épaisseur présentent, en certaines zones, des variations accentuées, par exemple des bouteilles ou des flacons, et elle consiste principalement à combiner, avec l'immersion de ces objets dans un bain refroidisseur, une circulation, non pas naturelle, mais forcée d'un liquide re- froidisseur à l'intérieur de l'objet.
Dans ces conditions, l'efficacité de l'action de refroidissement à l'intérieur de l'objet n'est plus sujette aux inconvénients qu'engendre le simple remplissage de l'intérieur de cet objet par le liquide refroidisseur, mais, au contraire, ce liquide, pendant toute la durée de son action de refroidis- sement, se trouve renouvelé d'une manière permanente et rapide, de sorte que les échanges de température entre la surface inter ne de l'objet et le fluide refroidisseur se trouvent activés dans les régions où, en l'absence de cette circulation forcée, le fluide refroidisseur aurait une tendance naturelle à séjour- ner plus ou moins longtemps.
En même temps, en pourra accélérer les échanges calori- fiques sur la surface extérieure de l'objet et, à cet effet,
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il sera loisible d'appliquer les articles connus tendant à provoquer la circulation du liquide refroidisseur dans ces régions, par exemple par agitation appropriée du bain d'immersion.
Une réalisation caractéristique du procédé de trempe d'objets en verre creux,selon l'invention,comprend l'utilisation de la circulation forcée que l'on provoque à l'intérieur de l'objet comme agent moteur de l'immersion de celui-ci dans le bain qui doit refroidir sa surface externe.
Dans cette réalisation du procédé, la simultanéité des actions de refroidissement sur des zones correspondantes des surfaces interne et externe de l'objet à tremper peut alors être obtenue d'une manière automatique parce que, dans la première phase d'immersion, le remplissage de l'objet par le fluide refroidisseur détermine précisément, et d'une manière graduelle, l'immersion progressive de l'objet dans le bainbqui assure le refroidissement de la surface extérieure.
Un premier mode d'exécution d'un tel procédé consiste, selon l'invention, à amener l'objet creux au contact du niveau libre du bain refroidisseur, dans une position renversée, pour laquelle son extrémité ouverte affleure ce niveau, et à créer en même temps une dépression à l'intérieur de cet objet, cette dépression ayant pour résultat de provoquer l'ascension du liquide dans la capacité intérieure de l'objet et, conséquem- ment, la descente de celui-ci dans le bain.
Il convient que le mouvement d'immersion de l'objet suive le plus étroitement possible l'action de remplissage. A cet effet, dans la plupart des cas, il est avantageux d'agencer l'objet à tremper et son support de telle manière qu'avant tout remplissage ou immersion, l'ensemble du support et de l'objet constitue un système équilibré. Il convient également, pour réduire les effets d'inertie, de donner au support le plus de légèreté possible.
Un second mode opératoire du procédé, également compris
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dans l'invention, consiste à utiliser le poids du liquide re- froidisseur forcé à l'intérieur de l'objet pour provoquer la descente progressive de celui-ci dans le bain qui doit refroidir sa surface extérieure.
Dans les deux cas, lorsque l'immersion de l'objet est terminée, la, circulation forcée du liquide dans la chambre intérieure peut être poursuivie jusqu'à ce que l'objet soit complètement trempé ou refroidi, en même temps d'ailleurs que le renouvellement de l'agent refroidisseur sur la surface externe peut également être poursuivi par tout moyen approprié.
Les deux modes d'exécution particuliers qui viennent d'être définis sont illustrés sur les dessins annexés.
La figure 1 représente, à titre d'exemple, une coupe verticale d'un appareil caractéristique de l'invention pour un premier mode d'exécution du procédé;
Les figures 2 et 3 sont des coupes verticales d'un autre appareil pour la mise en oeuvre du second mode opératoire donné à titre d'exemple.
L'appareil représenté sur la figure 1 comporte un bac 11 contenant un bain de fluide réfrigérant 12, maintenu à une température appropriée, en général comprise entre 350 et 500 , suivant les caractéristiques du verre et l'intensité de refroidissement qu'il doit recevoir. Sur un bâti approprié reposant sur le fond 14 du bac est montée une enceinte fermée 15, qui peut être partiellement immergée dans le fluide de refroidissement 12.
Une cage 16, destinée à recevoir l'objet à tremper, une bouteille 17 par exemple, est maintenue, normalement, en position relevée et, de préférence, à la fois partiellement immergée,par une bielle 18, montée à pivot sur un c8té de la cage 16 et sur l'enceinte 15, respectivement, et par un support tubulaire 19, lequel porte un tube d'aspiration 20 pénétrant axialement dans la cage 16, et assemblé au fond de celle-ci.
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L'extrémité inférieure du tube 20 peut pivoter sur le support tubulaire 19 au moyen d'un coude 21. Une liaison pivotante analogue 23 existe à la jonction du support 19 et d'une canalisation de fluide 24 raccordée à l'enceinte 16 en un point qui est de préférence notablement au-dessus du niveau du fond de l'enceinte et de celui du fluide dans le bac 11. Un contrepoids 26, solidaire du support tubulaire 19, maintient normalement dans la position représentée en traits pleins l'ensem- ble constitué par la cage 16, une cage porte-bouteille 26 et une bouteille à tremper 17.
A sa partie supérieure, l'enceinte est reliée à des canalisations de vide et de pression 31 et 32 munies de robinets 33 et 34.
Pour effectuer au moyen de cet appareil la trempe de l'objet en verre, 17, on ferme le robinet 34 et on ouvre le robinet 33. On place alors dans la cage 16 la bouteille 17, préalablement chauffée, introduite dans la cage de transport 26. La mise en place de l'objet à tremper 17, dans la position représentée en traits pleins sur la fig.l, a pour effet de provoquer la fermeture de l'embouchure de l'objet par le liquide 12 lui-même affleurant cette embouchure. La capacité intérieure de l'objet étant de ce fait placée en relation avec la source de vide, la bouteille se remplit presqu'instantanément par l'ascension du liquide refroidisseur 12. Au fur et à mesure de cette ascension, l'effet du contrepoids 25 est surmonté de sorte que la bouteille s'immerge progressivement.
Par conséquent, en même temps que le liquide vient en contact avec la paroi interne de l'objet 17 à tremper, la surface externe de celui-ci est également refroidie efficacement, notamment par les courants de convexion qui prennent naissance dans le bain en raison de la différence des températures de cet objet et du bain.
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Le tube 20, comme représenté sur la figure 1, doit s'élever aussi près que possible du fond de la bouteille 17, afin que l'ascension du liquide soit maximum et remplisse pratiquement tout l'objet.
Pour empêcher le fluide en contact avec la paroi intérieure de la bouteille de rester immobile et, par suite, d'évacuer insuffisamment la chaleur de cette paroi, on laisse ouvert le robinet 33 jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de liquide ait circulé le long de cette paroi intérieure pour la refroidir à la température du liquide dans le bain.
Pendant cette période, le liquide du bain ayant balayé la paroi interne de la bouteille est aspiré dans le tube 20 et vient siaccumuler dans l'enceinte 15. Une soupape de retenue 28, montée sur la canalisation 24, ne permet la circulation du liquide que vers l'enceinte 15.
.Lorsque le refroidissement estterminé, on soulève la bouteille et la cage porteuse 26 hors de la cage 16 en laissant celle-ci revenir à sa position initiale.
L'enceinte 15 possède, près de son fond, un tube de sortie 27 sur lequel est intercalée une soupape de retenue 29 qui ne permet la circulation du liquide accumulé dans l'enceinte que dans le sens allant de celle-ci vers le bac 11.
Après un certain nombre d'opérations de trempe, et selon la capacité de l'enceinte 15, on ferme le robinet 33 et on ouvre le robinet 34 pour refouler de nouveau, dans le bac 11, par le conduit 27, le fluide précédemment aspiré dans l'enceinte 15.
La pratique du procédé et de l'appareil qui viennent d'être décrits a montré que les bouteilles ainsi traitées pouvaient acquérir une trempe notablement meilleure que celle de'bouteil- les analogues trempées par les procédés antérieurs.
Ces résultats peuvent être encore améliorés en refroidis- sant de façon plus intense les parties de l'objet pour lesquel- les l'épaisseur de la paroi est susceptible d'être inférieure à
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l'épaisseur normale moyenne de cette paroi, ainsi que les parties présentant des changements brusques de courbure.
L'appareil représenté sur les figures 2 et 3 a été précisément conçu pour'permettre d'obtenir ces résultats.
Cet appareil comporte un bac 35, un réservoir 36 et un système de support de bouteilles ou autres objets, servant à immerger ceux-ci dans le liquide en même temps qu'ils se remplissent du liquide amené par une tuyère présentant des ouver- tures disposées sélectivement de manière à diriger l'agent de refroidissement vers les surfaces nécessitant le refroidissement le plus vigoureux. Dans l'exemple considéré, ces surfaces sont spécialement la jonction de la paroi latérale et du fond de la bouteille.
Des canalisations pour le vide et la pression, 37 et 38, munies de robineta39 et 40, pénètrent à la partie supéri- eure du réservoir 36. Le fond de ce réservoir comporte un orifice de sortie sur lequel est montée une canalisation 41 sur laquelle peut pivoter un tuyau vertical 42, grâce à un raccord coudé 43-44. L'extrémité supérieure du tuyau 42 porte un té 46 dans l'ouverture latérale duquel est emmanché un raccord 46. Un tuyau de passage de fluide 47 disposé horizon- talement est emmanché dans le raccord 46 et son extrémité opposée est emmanchée dans un raccord 48, lequel est enfilé dans l'ouverture d'un té 49 recevant, d'autre part, une tuyère appropriée de pulvérisation de fluide 50 dirigée vers le bas.
Des tuyaux bouchés 51 et 52, montés respectivement dans les orifices supérieurs des tés 46 et 49, font partie du système de support de la canalisation à liquide. Ces tuyaux sont reliés mécaniquement par une barre horizontale 63 qui pivote sur des colliers entourant les tuyaux 51 et 52. Un loquet 56 empêche normalement le basculement du système vers le bas autour du pivot constitué par le raccord 43-44.
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Les raccorde 46 et 48 servent également de points de pivotement permettant le soulèvement de la tuyère 50 et du tuyau 52 par rapport a.ux tuyaux 42 et 51. Une chaîne 57 empêche la descente de la tuyère par rapport aux tuyaux 42 et 51. L'extr- mité supérieure du tuyau 52 est munie d'une poignée 58 servant à soulever à la main la tuyère.
Le support de bouteille comporte un bras 60 pouvant pivoter par rapport au tuyau 42 et il est maintenu en position horizontale par un ressort 61. Un poussoir 62 permet de provoquer la descente du bras 60 par rapport à la tuyère et, par conséquent, de libérer une bouteille de son support, comme indiqué en traits pointillés sur la figure 3.
La plate-forme proprement dite 63, à l'extrémité libre du bras 60, est, de préférence, constituée par une toile en cuivre, à grandes mailles, de sorte que la chaleur est transférée des surfaces du fond de la bouteille au liquide dans de bonnes conditions.
Pour utiliser cet appareil, on soulève la tuyère 50 dans la position indiquée par les lignes pointillées de la figure 2; on place sur la plate-forme 63 un objet 17, préalablement chauffé et l'on abaisse la tuyère 50 dans l'objet. On ouvre alors le robinet de pression 40. Le liquide refoulé du réservoir 36 à l'intérieur de l'objet 17 remplit celui-ci, ce qui, d'une part, assure le refroidissement de la paroi interne et, en môme temps, détermine l'immersion de l'objet dans le bain 12. Le système de support de l'objet permet alors la position représentée en traits pleins sur la fig.3. La descente de cet ensemble s'opère de préférence graduellement, de manière telle que le fluide monte à peu près simultanément le long des surfaces intérieure et extérieure de l'objet.
Il sera avantageux, comme indiqué plus haut, de faire comporter à l'extrémité inférieure de la tuyère 50, un système
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d'ouvertures convenablement orientées pour diriger spécialement le liquide issu de cette tuyère vers la zone de jonction du fond et de la paroi latérale de l'objet.
D'autre part, lorsque l'objet est en position immergée, il est maintenu obliquement par rapport à la verticale de sorte que le liquide de refroidissement du bain 12 est libre de circuler sous l'action des courants de convexion autour de la surface extérieure du fond de la bouteille au lieu de tendre à s'immobiliser comme cela serait le cas si l'objet était maintenu en position verticale.
Après que la quantité nécessaire de liquide a circulé dans la bouteille pour obtenir le refroidissement désiré, on peut soulever le système articulé pour le ramener d'abord à la position horizontale, par rotation de l'ensemble du système autour du raccord 43-44. Ensuite, immobilisant le bras 60, on continue à agir vers le haut sur la poignée 68, ce qui dégage la tuyère et libère l'objet.
On peut également abaisser le poussoir 62 et laisser la bouteille dans le bac d'oÙ on la retire ultérieurement.
Le liquide de refroidissement provenant du réservoir 36 peut être à la même température que le liquide contenu dans le bac 36, ou à une température différente. Un remplissage commode du réservoir 36 consiste à fermer le robinet 40 de la canalisation sous pression et à ouvrir le robinet 39 de la canalisation de vide, la tuyère 50 étant plongée dans le liquide du bac 36. De cette façon, on peut aspirer rapidement dans le réservoir 36, de temps en temps, suivant le besoin, la quantité de liquide désirée.
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PATENT OF INVENTION ------------------ Société Anonyme des Manufacturas des Glaces et Produits Chimiques de Saint-Gobain, Chauny & Cirey, Ibis place des Saussaies in Paris Se - France - METHOD AND APPARATUS FOR TEMPERING GLASS OBJECTS.
The present invention relates to the process for tempering glass objects which consists in bringing these objects to a uniform temperature close to the softening point of the glass and then immersing them in a cooling liquid bath at an appropriate temperature. The known applications of this process are generally satisfactory for effecting the tempering of glass objects when the latter have a substantially uniform thickness and have a shape such that, on the various surfaces exposed to the action of the glass coolant, its circulation can be carried out freely, that is to say, due to the shape, is not impeded in any way.
For example, the current achievements of these
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These methods are satisfactory for tempering objects having contours whose curvature varies relatively gradually and whose walls have a substantially uniform thickness.
In this case, in fact, all the parts of the surface of the object are cooled substantially at the same speed and an object is obtained in which the glass, in all its parts, is in a state of compression to little near uniform-
On the contrary, when it comes to tempering glass articles whose contour is such that, on certain parts of their surface, the circulation of the cooling liquid cannot take place in an absolutely free manner, it is to ie is more or less hindered, the cooling rate of these surfaces is lower than that of other areas of the object on which convection currents can develop freely.
The cooling of such objects then gives rise to temperature gradients between the different points of their surface, so that, after complete cooling of the object, the surfaces which, during the cooling, have been cooled more slowly than the others , have a lower degree of compression. In certain cases, these surfaces having undergone too slow cooling can even present a certain surface layer tension of the glass. As a result, the slightest scratch or the slightest impact affecting these surfaces, the hardening of which is insufficient or not at all, can be the origin of cracks in the object and consequently cause it to break.
Similar drawbacks are manifested when the known hardening methods are applied to the hardening of objects whose walls have more or less considerable differences in thickness. In this case, even if the circulation of the cooling fluid takes place in a free and uniform manner over all
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the surface of the object, the thicker walls cool more slowly than the thinner walls, and ultimately these objects are not sufficiently soaked in all of their parts.
The drawbacks noted above, which affect the tempering of objects exhibiting relatively sudden variations in curvature or having walls which are not sufficiently uniform in thickness, are particularly evident in the case of tempering glass objects. hollow, terminated by relatively narrow orifices compared to the average dimension of these objects, which is the case in particular of hollow glass objects, such as bottles, flasks and the like.
The present invention relates to a process for tempering hollow glass objects, applicable in particular to those whose shape or thickness have, in certain areas, accentuated variations, for example bottles or flasks, and it mainly consists in combining, with the immersion of these objects in a cooling bath, a circulation, not natural, but forced, of a cooling liquid inside the object.
Under these conditions, the efficiency of the cooling action inside the object is no longer subject to the drawbacks caused by the simple filling of the inside of this object with the cooling liquid, but, on the contrary , this liquid, throughout the duration of its cooling action, is renewed in a permanent and rapid manner, so that the temperature exchanges between the internal surface of the object and the cooling fluid are activated. in regions where, in the absence of this forced circulation, the cooling fluid would have a natural tendency to stay for a longer or shorter time.
At the same time, it will be able to accelerate the heat exchange on the outer surface of the object and, to this end,
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it will be possible to apply the known articles tending to cause the circulation of the cooling liquid in these regions, for example by appropriate agitation of the immersion bath.
A characteristic embodiment of the process for tempering hollow glass objects, according to the invention, comprises the use of the forced circulation which is caused inside the object as a driving agent for the immersion thereof. here in the bath which must cool its external surface.
In this embodiment of the method, the simultaneity of the cooling actions on corresponding zones of the internal and external surfaces of the object to be soaked can then be obtained in an automatic manner because, in the first phase of immersion, the filling of the object by the cooling fluid determines precisely, and in a gradual manner, the progressive immersion of the object in the bainbqui which ensures the cooling of the outer surface.
A first embodiment of such a method consists, according to the invention, in bringing the hollow object into contact with the free level of the cooling bath, in an inverted position, for which its open end is flush with this level, and in creating at the same time a depression inside this object, this depression having the result of causing the rise of the liquid in the internal capacity of the object and, consequently, the descent of this one in the bath.
The submerging movement of the object should follow the filling action as closely as possible. To this end, in most cases, it is advantageous to arrange the object to be soaked and its support in such a way that before any filling or immersion, the whole of the support and the object constitute a balanced system. To reduce the effects of inertia, it is also advisable to make the support as light as possible.
A second mode of operation of the method, also included
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in the invention, consists in using the weight of the cooling liquid forced inside the object to cause the latter to gradually descend into the bath which must cool its external surface.
In both cases, when the immersion of the object is completed, the forced circulation of the liquid in the interior chamber can be continued until the object is completely soaked or cooled, at the same time moreover as the renewal of the cooling agent on the external surface can also be continued by any suitable means.
The two particular embodiments which have just been defined are illustrated in the accompanying drawings.
FIG. 1 represents, by way of example, a vertical section of an apparatus characteristic of the invention for a first embodiment of the method;
Figures 2 and 3 are vertical sections of another apparatus for implementing the second operating mode given by way of example.
The apparatus shown in FIG. 1 comprises a tank 11 containing a bath of refrigerant fluid 12, maintained at an appropriate temperature, generally between 350 and 500, depending on the characteristics of the glass and the intensity of cooling that it must receive. . On a suitable frame resting on the bottom 14 of the tank is mounted a closed enclosure 15, which can be partially immersed in the cooling fluid 12.
A cage 16, intended to receive the object to be soaked, a bottle 17 for example, is maintained, normally, in the raised position and, preferably, both partially submerged, by a connecting rod 18, pivotally mounted on a side of the cage 16 and on the enclosure 15, respectively, and by a tubular support 19, which carries a suction tube 20 penetrating axially into the cage 16, and assembled at the bottom of the latter.
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The lower end of the tube 20 can pivot on the tubular support 19 by means of an elbow 21. A similar pivoting connection 23 exists at the junction of the support 19 and a fluid line 24 connected to the enclosure 16 in one. point which is preferably significantly above the level of the bottom of the enclosure and that of the fluid in the tank 11. A counterweight 26, integral with the tubular support 19, normally maintains in the position shown in solid lines the assembly. ble consisting of the cage 16, a bottle holder cage 26 and a dipping bottle 17.
At its upper part, the enclosure is connected to vacuum and pressure pipes 31 and 32 provided with valves 33 and 34.
To carry out by means of this apparatus the tempering of the glass object, 17, the valve 34 is closed and the valve 33 is opened. The bottle 17, previously heated, is then placed in the cage 16, introduced into the transport cage. 26. The establishment of the object to be soaked 17, in the position shown in solid lines in fig.l, has the effect of causing the closure of the mouth of the object by the liquid 12 itself flush this mouthpiece. The internal capacity of the object being therefore placed in relation to the vacuum source, the bottle is filled almost instantly by the rise of the coolant 12. As this rise, the effect of the counterweight 25 is topped so that the bottle gradually submerges.
Consequently, at the same time as the liquid comes into contact with the internal wall of the object 17 to be quenched, the external surface of the latter is also effectively cooled, in particular by the convection currents which originate in the bath due to the difference in temperatures of this object and the bath.
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The tube 20, as shown in Figure 1, should rise as close as possible to the bottom of the bottle 17, so that the ascent of the liquid is maximum and nearly fills the entire object.
To prevent the fluid in contact with the inner wall of the bottle from remaining stationary and therefore insufficiently removing heat from this wall, the valve 33 is left open until a sufficient amount of liquid has circulated. along this inner wall to cool it to the temperature of the liquid in the bath.
During this period, the liquid of the bath having swept the internal wall of the bottle is sucked into the tube 20 and comes to accumulate in the chamber 15. A check valve 28, mounted on the line 24, allows the circulation of the liquid only. to enclosure 15.
.When the cooling is finished, the bottle and the carrier 26 are lifted out of the cage 16, allowing the latter to return to its initial position.
The enclosure 15 has, near its bottom, an outlet tube 27 on which is interposed a check valve 29 which allows the circulation of the liquid accumulated in the enclosure only in the direction going from the latter towards the tank 11 .
After a certain number of quenching operations, and depending on the capacity of the enclosure 15, the valve 33 is closed and the valve 34 is opened in order to discharge again, into the tank 11, through the pipe 27, the fluid previously sucked in. in the enclosure 15.
Practice of the process and apparatus just described has shown that the bottles thus treated can acquire a significantly better quench than that of analogous bottles quenched by the prior methods.
These results can be further improved by cooling more intensively those parts of the object for which the wall thickness is likely to be less than.
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the average normal thickness of this wall, as well as the parts showing sudden changes in curvature.
The apparatus shown in Figures 2 and 3 has been specifically designed to achieve these results.
This apparatus comprises a tank 35, a reservoir 36 and a system for supporting bottles or other objects, serving to immerse them in the liquid at the same time as they fill with the liquid supplied by a nozzle having openings arranged. selectively so as to direct the coolant to the surfaces in need of the most vigorous cooling. In the example considered, these surfaces are especially the junction of the side wall and the bottom of the bottle.
Lines for vacuum and pressure, 37 and 38, provided with taps a39 and 40, enter the upper part of the tank 36. The bottom of this tank has an outlet on which is mounted a line 41 on which can swivel a vertical pipe 42, thanks to an elbow connector 43-44. The upper end of the pipe 42 carries a tee 46 into the lateral opening of which a fitting 46 is fitted. A horizontally disposed fluid passage pipe 47 is fitted into the fitting 46 and its opposite end is fitted into a fitting 48. , which is threaded into the opening of a tee 49 receiving, on the other hand, a suitable fluid spray nozzle 50 directed downwards.
Clogged pipes 51 and 52, respectively mounted in the upper orifices of the tees 46 and 49, form part of the support system of the liquid line. These pipes are mechanically connected by a horizontal bar 63 which pivots on collars surrounding the pipes 51 and 52. A latch 56 normally prevents the system from tilting downwards around the pivot formed by the connector 43-44.
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The connectors 46 and 48 also serve as pivot points allowing the lifting of the nozzle 50 and the pipe 52 relative to the pipes 42 and 51. A chain 57 prevents the descent of the nozzle relative to the pipes 42 and 51. L The upper end of the pipe 52 is provided with a handle 58 for lifting the nozzle by hand.
The bottle support comprises an arm 60 which can pivot relative to the pipe 42 and it is held in a horizontal position by a spring 61. A pusher 62 makes it possible to cause the descent of the arm 60 relative to the nozzle and, consequently, to release a bottle from its holder, as shown in dotted lines in Figure 3.
The platform itself 63, at the free end of the arm 60, is preferably made of a copper cloth, with a large mesh, so that the heat is transferred from the surfaces of the bottom of the bottle to the liquid in it. good conditions.
To use this apparatus, the nozzle 50 is raised to the position indicated by the dotted lines in FIG. 2; an object 17, previously heated, is placed on the platform 63 and the nozzle 50 is lowered into the object. The pressure valve 40 is then opened. The liquid delivered from the reservoir 36 inside the object 17 fills the latter, which, on the one hand, ensures the cooling of the internal wall and, at the same time, determines the immersion of the object in the bath 12. The object support system then allows the position shown in solid lines in fig.3. The descent of this assembly preferably takes place gradually, so that the fluid rises approximately simultaneously along the interior and exterior surfaces of the object.
It will be advantageous, as indicated above, to include at the lower end of the nozzle 50, a system
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openings suitably oriented to specifically direct the liquid from this nozzle towards the junction zone of the bottom and the side wall of the object.
On the other hand, when the object is in the submerged position, it is held obliquely with respect to the vertical so that the cooling liquid of the bath 12 is free to circulate under the action of the convection currents around the outer surface. from the bottom of the bottle instead of tending to come to rest as it would if the object were held in an upright position.
After the necessary quantity of liquid has circulated in the bottle to obtain the desired cooling, the articulated system can be lifted to return it first to the horizontal position, by rotating the entire system around the connector 43-44. Then, immobilizing the arm 60, one continues to act upwards on the handle 68, which releases the nozzle and releases the object.
You can also lower the pusher 62 and leave the bottle in the container where it is removed later.
The cooling liquid coming from the reservoir 36 can be at the same temperature as the liquid contained in the tank 36, or at a different temperature. Convenient filling of the reservoir 36 is to close the valve 40 of the pressure line and open the valve 39 of the vacuum line, the nozzle 50 being immersed in the liquid of the tank 36. In this way, one can quickly suck in. the reservoir 36, from time to time, depending on the need, the desired quantity of liquid.
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