FR2556336A1 - Enclosure provided with heat barriers and employed for glass manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
ENCEINTE MUNIE DE BARRIERES THERMIQUES
La présente invention a trait a la fabrication du verre plat et elle concerne notamment les étapes de cette fabrication au cours desquelles le verre, par exemple sous forme de ruban continu ou de feuilles, est en mouvement dans une enceinte où doit entre maintenue une température contrôlée, et où des défauts d'6tanchéité pourraient porter préjudice au verre traité.SPEAKER WITH THERMAL BARRIERS
The present invention relates to the manufacture of flat glass and it relates in particular to the stages of this manufacture during which the glass, for example in the form of continuous tape or sheets, is in motion in an enclosure where a controlled temperature must be maintained , and where leaks could damage the treated glass.
On peut citer notamment l'étenderie, dans laquelle le verre arrivant sous forme d'un ruban de verre fraîchement forme, subit un refroidissement soigneusement contrôle, afin d'homogénéiser sa temperatu- re. Mention may in particular be made of the drying rack, in which the glass arriving in the form of a freshly formed ribbon of glass, undergoes carefully controlled cooling, in order to homogenize its temperature.
On peut citer également les fours de réchauffage du verre en vue de la trempe, où le verre sous forme de feuilles à défilement continu, doit être porté à une température de 600"C à 6500C environ pour les verres courants. Il est alors important que le verre atteigne cette température de façon rigoureusement contrôlée. Mention may also be made of the furnaces for reheating the glass for tempering, where the glass in the form of sheets with continuous scrolling, must be brought to a temperature of approximately 600 ° C. at 6500C for common glasses. It is then important that the glass reaches this temperature in a strictly controlled manner.
Or, il arrive fréquemment que dans de telles enceintes, on ne puisse éviter des ouvertures entre les différents éléments entrant dans la structure des enceintes, ces ouvertures entraînent des pertes de chaleur ainsi que la naissance de courants d'air, et ces phénomènes peuvent altérer sensiblement la qualité du verre. However, it frequently happens that in such enclosures, it is not possible to avoid openings between the various elements entering into the structure of the enclosures, these openings cause heat losses as well as the birth of drafts, and these phenomena can alter appreciably the quality of the glass.
Malgré toutes les précautions prises lors de la conception des fours, ces ouvertures ou encore ces jeux sont inévitables pour que les enceintes soient pratiques d'accès et d'utilisation. Despite all the precautions taken when designing the ovens, these openings or these games are inevitable so that the speakers are practical to access and use.
Ainsi ordinairement, le verre défile, dans de telles enceintes, de façon continue en mouvement sur des cylindres rotatifs entrai nets à vitesse constante par un mécanisme d'entraînement approprie. Thus ordinarily, the glass runs, in such enclosures, in continuous movement on rotary cylinders entered at constant constant speed by an appropriate drive mechanism.
L'enceinte, le four ou l'étenderie, selon les cas, est généralement conçue pour être le plus hermétique possible : elle comprend une voûte munie de parois latérales et de parois d'extrémités, une sole munie également de parois latérales et de parois d'extrémités de façon à former une cuve, les cylindres rotatifs étant encastrés dans les parois latérales de la sole. L'entrée et la sortie sont définies entre la tranche inférieure des parois d'extrémités de la structure de la voûte et la tranche supérieure des parois d'extrémité de la sole.The enclosure, the oven or the drying rack, as the case may be, is generally designed to be as airtight as possible: it includes a vault provided with side walls and end walls, a hearth also provided with side walls and walls ends so as to form a tank, the rotary cylinders being embedded in the side walls of the sole. The entry and exit are defined between the lower edge of the end walls of the arch structure and the upper edge of the end walls of the floor.
Pour que l'enceinte soit utilisable, il est nécessaire d'une part de disposer de moyens pour laisser passer le verre à l'entrée et a la sortie, d'autre part d'assurer le libre fonctionnement des cylindres rotatifs pour le déplacement du verre. Pour que tout fonctionne convenablement, il est nécessaire de laisser subsister des jeux à différents niveaux. En outre, on ne dispose pas de pièces de matériaux réfractaires suffisamment grandes pour fabriquer l'enceinte d'un seul tenant. On procède donc en accolant plusieurs morceaux de réfractaires, avec le problème de colmatage que cela suppose. In order for the enclosure to be usable, it is necessary on the one hand to have means for letting the glass pass at the inlet and at the outlet, on the other hand to ensure the free operation of the rotary cylinders for the movement of the glass. For everything to work properly, it is necessary to leave games at different levels. In addition, there are no pieces of refractory material large enough to manufacture the enclosure in one piece. We therefore proceed by joining several pieces of refractories, with the clogging problem that this implies.
Par ailleurs, il peut être nécessaire, en cas de bris de verre à l'intérieur de l'enceinte, par exemple, de pouvoir y accéder rapidement. A cette fin, on fait en sorte de rendre les parois latérales de la voûte mobiles verticalement mais ceci soulève également des problèmes de colmatage entre la voûte et les parois mobiles. In addition, it may be necessary, in the event of glass breakage inside the enclosure, for example, to be able to access it quickly. To this end, we make sure to make the side walls of the vault movable vertically, but this also raises clogging problems between the vault and the movable walls.
Pendant longtemps, on s1 est contenté de compenser les pertes thermiques et les courants d'air susceptibles de se produire pour les raisons indiquées ci-dessus en augmentant la puissance de chauffe dans les fours ou en surchauffant légèrement les étenderies. Nais ces solutions présentent certains inconvénients : le verre chauffé à une tempé- rature excessive tend à épouser les déformations des cylindres sur lesquels il défile, et donc à présenter à sa sortie des défauts inacceptables. En outre, ces solutions entratnaient des dépenses d'énergie excessives et inutiles. For a long time, we have been content to compensate for the heat losses and the air currents likely to occur for the reasons indicated above by increasing the heating power in the ovens or by slightly overheating the drying racks. However, these solutions have certain drawbacks: glass heated to an excessive temperature tends to follow the deformations of the cylinders on which it travels, and therefore to present unacceptable defects at its exit. In addition, these solutions resulted in excessive and unnecessary energy expenditure.
Pour éviter à la fois des dépenses d'énergie excessives et l'apparition de défauts inacceptables sur le verre, on a déjà proposé des moyens de colmatage des jeux existants. To avoid both excessive energy expenditure and the appearance of unacceptable defects on the glass, means have already been proposed for clogging existing games.
On a essayé par exemple un colmatage entre les morceaux de réfractaires, autour des extrémités des cylindres rotatifs, entre la voûte et ses parois latérales amovibles par des joints en amiantes ou en d'autres matériaux, notamment des matériaux fibreux, sous forme de matériaux tissés. We tried for example a clogging between the pieces of refractories, around the ends of the rotating cylinders, between the vault and its removable side walls by asbestos seals or other materials, in particular fibrous materials, in the form of woven materials .
Mais ce type d'étanchéité présente un certain nombre d'inconvénients. However, this type of sealing has a number of drawbacks.
Par exemple, le fait de disposer des joints sous forme de tissus autour des cylindres rotatifs peut gêner leur fonctionnement et rendre nécessaires des interventions fréquentes de dépannage. En outre, ce type de joint est fragile et se détériore facilement au moindre frottement. For example, the fact of having seals in the form of fabrics around the rotary cylinders can hinder their operation and make frequent repair operations necessary. In addition, this type of seal is fragile and easily deteriorates at the slightest friction.
L'invention vise à pallier ces différents inconvénients : elle propose de fournir des moyens pour éviter les pertes thermiques et les courants d'air dans une enceinte où défile du verre de façon continue ou non. Elle se propose en outre d'atteindre ce résultat sans alte- rer les propriétés du verre. The invention aims to overcome these various drawbacks: it proposes to provide means to avoid heat losses and drafts in an enclosure where the glass scrolls continuously or not. It further intends to achieve this result without altering the properties of the glass.
Selon l'invention, le four ou enceinte, dans lesquels on souhaite éviter les pertes thermiques, et où du verre sous forme de ruban continu ou de feuilles discontinues est traité thermiquement, comprend des ouvertures d'entrée et de sortie du verre, ainsi que des ouvertures annexes telles que des orifices de passage de cylindres rotatifs de transport, et est tel que ces ouvertures sont munies- d'écrans thermiques constitués de fibres en un matériau souple ne marquant pas le verre et formant une barrière continue. According to the invention, the oven or enclosure, in which it is desired to avoid heat losses, and where glass in the form of continuous ribbon or of discontinuous sheets is heat treated, comprises inlet and outlet openings for the glass, as well as additional openings such as orifices for the passage of rotary transport cylinders, and is such that these openings are provided with thermal screens made of fibers of a flexible material which does not mark the glass and which forms a continuous barrier.
Les ouvertures à obturer peuvent être destinées au passage du verre. Elles peuvent aussi servir au passage d'autres organes en mouvement dans l'enceinte. Par exemple le verre peut défiler entre l'entrez et la sortie de l'enceinte sous la forme de feuilles maintenues en position verticale. Les éléments de maintien des feuilles sont relies à un dispositif assurant le défilement desdits éléments le long de l'enceinte. Pour limiter les défauts d'étanchéité, il est souhaitable de placer l'ensemble du mécanisme à l'intérieur de l'enceinte, mais on fait naître alors des risques de détérioration de certaines pièces par la chaleur. En garnissant les enceintes de barrières thermiques selon l'invention, il est possible de placer hors de l'enceinte tout le méca- nisme qui assure le défilement des éléments de maintien des feuilles de verre. The openings to be closed can be intended for the passage of glass. They can also be used for the passage of other moving organs in the enclosure. For example, the glass can pass between the entry and the exit of the enclosure in the form of sheets kept in a vertical position. The sheet holding elements are connected to a device ensuring the scrolling of said elements along the enclosure. To limit leaks, it is desirable to place the entire mechanism inside the enclosure, but this gives rise to the risk of deterioration of certain parts by heat. By lining the enclosures with thermal barriers according to the invention, it is possible to place outside the enclosure all the mechanism which ensures the movement of the elements for holding the glass sheets.
Selon l'invention, l'ouverture pratiquée dans la voûte de l'enceinte pour autoriser le passage des éléments de maintien est garni d'écrans thermiques constitués de fibres horizontales. Pour éviter un affaissement des fibres du au frottement répété des organes qui def i- lent, on place avantageusement des fibres métalliques plus rigides sur la partie externe des écrans, directement en contact avec les organes en mouvement et des fibres plus souples dans la partie interne. According to the invention, the opening made in the vault of the enclosure to allow the passage of the holding elements is lined with thermal screens made of horizontal fibers. To avoid sagging of the fibers due to the repeated rubbing of the deflecting organs, more rigid metallic fibers are advantageously placed on the external part of the screens, directly in contact with the moving organs and more flexible fibers in the internal part. .
Les fibres, notamment celles qui sont destines à équiper les fours de trempe, sont, suivant une caractéristique de l'invention, en un matériau résistant à une température de l'ordre de 7000C. Elles peuvent notamment être choisies parmi les fibres de quartz, de silice ou de verre. The fibers, in particular those which are intended to equip quenching ovens, are, according to a characteristic of the invention, made of a material resistant to a temperature of the order of 7000C. They can in particular be chosen from quartz, silica or glass fibers.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, on superpose plusieurs variétés de fibres en épaisseur. Des fibres en quartz, plus coûteuses, car résistant a tres haute température, pourraient être disposées du côté interne de l'enceinte pour constituer un premier niveau d'étanchéIté. Puis, on pourrait ensuite constituer d'autres niveaux avec des fibres de silice ou de verre. On adapte de la sorte la qualité des fibres au gradient de température qui existe entre les parois interne et externe de l'enceinte. According to a preferred embodiment of the invention, several varieties of fibers are superimposed in thickness. Quartz fibers, more expensive because they are resistant to very high temperatures, could be placed on the internal side of the enclosure to constitute a first level of sealing. Then, we could then constitute other levels with silica or glass fibers. The quality of the fibers is thus adapted to the temperature gradient which exists between the internal and external walls of the enclosure.
Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, les fibres sont réunies entre elles de sorte qu'elles forment les poils d'une brosse dont la monture est en un materiau résistant à l'environnement. En particulier, ce matériau peut être de l'scier réfractaire ou inoxydable suivant la température qui regne à l'intérieur de l'enceinte. According to an additional characteristic of the invention, the fibers are joined together so that they form the bristles of a brush, the frame of which is made of an environmentally resistant material. In particular, this material can be refractory or stainless steel depending on the temperature prevailing inside the enclosure.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les ouvertures existantes destinées à ltentrée et à la sortie du verre sont munies de fibres dont la hauteur est au moins aussi grande que celles desdites ouvertures et avantageusement, d'une hauteur telle qu'elles affleurent à la surface du verre en mouvement. According to another characteristic of the invention, the existing openings intended for the entry and exit of the glass are provided with fibers whose height is at least as great as those of said openings and advantageously, of a height such that they are flush with the surface of the moving glass.
Suivant les différents types d'enceintes et les différentes ouvertures à obturer, les montures des brosses peuvent revêtir des formes différentes. Depending on the different types of enclosures and the different openings to be closed, the brush mounts can take different forms.
La description suivante, donne, à titre non limitatif, quelques exemples de formes de réalisation de brosses selon l'invention, adaptées suivant la nature des ouvertures où elles sont susceptibles d'être appliquées. Les figures 1 à 4 aideront à apprécier toutes les caractéristiques et avantages de l'invention. The following description gives, without limitation, some examples of embodiments of brushes according to the invention, adapted according to the nature of the openings where they are likely to be applied. Figures 1 to 4 will help to appreciate all the features and advantages of the invention.
- la figure 1 représente un exemple de profil de brosse. - Figure 1 shows an example of a brush profile.
- la figure 2 représente un agencement possible de brosses selon la figure 1 dans une ouvérture d'entrée ou de sortie du verre. - Figure 2 shows a possible arrangement of brushes according to Figure 1 in a glass inlet or outlet opening.
- la figure 3 représente une vue en coupe d'une ouverture de passage de cylindres de transports ménagée dans une paroi d'une enceinte et munie de brosses. - Figure 3 shows a sectional view of a passage opening of transport cylinders formed in a wall of an enclosure and provided with brushes.
- la figure 4 représente une vue en perspective d'un cylindre de la figure 3 entouré d'une brosse, et encastré dans une paroi. - Figure 4 shows a perspective view of a cylinder of Figure 3 surrounded by a brush, and embedded in a wall.
- la figure 5 représente une vue de face de la paroi de la figure 4. - Figure 5 shows a front view of the wall of Figure 4.
Ces rideaux empêchent notamment la création dans le four de courants d'air qui pourraient troubler le processus désiré de rEchauf- fage du verre. These curtains in particular prevent the creation in the oven of air currents which could disturb the desired process of reheating the glass.
La figure 1 représente une brosse telle qu'elle peut Etre conformée pour obturer une ouverture as entrée ou de sortie du verre dans une enceinte dans la mesure où ladite ouverture est une fente d'une hauteur de 4cm environ. Figure 1 shows a brush as it can be shaped to close an opening as entry or exit of the glass in an enclosure to the extent that said opening is a slot with a height of about 4cm.
La monture même 1 de la brosse est prolongée d'une aile 2 munie de perforation 3 destines à fixer la brosse sur la paroi 5 de l'enceinte représentéé à la figure 2. Les fibres 4 ont une densité de variable suivant les conditions d'application. L'écran thermique cons- titué par les brosses peut être formé de un ou plusieurs rideaux 6) sur toute la largeur de l'ouverture, comme cela est schématiquement reptE- senté à la figure 2. The same mount 1 of the brush is extended by a wing 2 provided with perforation 3 intended to fix the brush on the wall 5 of the enclosure shown in FIG. 2. The fibers 4 have a variable density according to the conditions of application. The heat shield formed by the brushes can be formed by one or more curtains 6) over the entire width of the opening, as shown schematically in FIG. 2.
Ces brosses peuvent également être appliquées à l'entre e et à la sortie d'un four dont la configuration est differente. Par. exemple, ôo lieu de simples fentes d'entrée et de sortie il peut comprendre des ouvertures beaucoup plus larges, que l'on obture ou dégage à volonté au moyen d'une porte qui se soulève et s'abaisse automatiquement pour le passage du verre. These brushes can also be applied to the inlet and outlet of an oven whose configuration is different. By. example, where instead of simple entry and exit slots, it can include much larger openings, which can be closed or released at will by means of a door which lifts and lowers automatically for the passage of the glass .
Dans cette hypothèse on peut fixer un rideau de brosse au bas de la porte, et également en accrocher un ou plusieurs qui pend depuis la voûte du four jusqu'au niveau des cylindres rotatif s. In this case we can fix a brush curtain at the bottom of the door, and also hang one or more which hangs from the roof of the oven to the level of the rotating cylinders.
La figure 3 représente une vue en coupe des parois latérales 8 du laboratoire d'un four, ces parois étant traverses par des cylisr dres rotatifs qui assurent le cheminement du verre à l'interieur de l'enceinte. 3 shows a sectional view of the side walls 8 of the laboratory of an oven, these walls being traversed by rotary cylinders which ensure the routing of the glass inside the enclosure.
Ces cylindres 7 sont encastrés dans les parois latérales 8 du laboratoire du four, et le verre, sous la forme d'une feuille de verre 9 est mis en mouvement par-la rotation des cylindres. These cylinders 7 are embedded in the side walls 8 of the laboratory of the furnace, and the glass, in the form of a sheet of glass 9 is set in motion by the rotation of the cylinders.
Comme cela apparatt aux figures 3 à 5, ces parois 8 sont munies de brosses 10 et 11 cylindriques. As shown in Figures 3 to 5, these walls 8 are provided with cylindrical brushes 10 and 11.
A l'aide des trous 13 perforés dans la monture 12 des brosses celles-ci peuvent etre fixes sur les parois 8 du four, sans que soit altéré le mouvement des cylindres. Si lson souhaite obtenir une étan chiite renforcée, il est possible de disposer, sur chaque rouleau 7 sur toute la longueur du four, une première brosse cylindrique 11 contre la paroi interne du four et une deuxième brosse 10 contre la paroi externe. By means of the holes 13 perforated in the frame 12 of the brushes these can be fixed on the walls 8 of the oven, without the movement of the cylinders being altered. If it is desired to obtain a reinforced shiite seal, it is possible to have, on each roller 7 over the entire length of the oven, a first cylindrical brush 11 against the internal wall of the oven and a second brush 10 against the external wall.
On peut aussi utiliser des brosses dans un four où les parois latérales sont amovibles, en les fixant par exemple su sommet de ces parois pour établir une étanchéité entre lesdites parois et la voûte du four. On utilise dans ce cas des brosses du type de la figure 1. Brushes can also be used in an oven where the side walls are removable, for example by fixing them to the top of these walls to establish a seal between said walls and the roof of the oven. In this case, brushes of the type in FIG. 1 are used.
On peut encore citer le colmatage des jeux entre les parois formant l'enceinte. We can also cite the clogging of the clearances between the walls forming the enclosure.
Tous les exemples d'application cités le sont a titre non limitatif. Il va de soi que selon les applications envisagées, et notamment les températures de fonctionnement des enceintes, on peut donner aux montures des brosses toutes les formes possibles, et utiliser pour constituer leurs poils tous les matériaux convenant. All of the application examples cited are non-limiting. It goes without saying that, depending on the applications envisaged, and in particular the operating temperatures of the speakers, it is possible to give the brush mounts all the possible shapes, and to use all the suitable materials to constitute their bristles.
Par exemple, les fibres qui constituent les barrières thermiques, réunies en brosses, ne sont pas nécessairement, comme cela est représenté sur le figures, pincées dans une monture. Elles peuvent être réunies en touffes et fixees sous cette forme dans une monture percée de trous desquels pendent les touffes. For example, the fibers which constitute the thermal barriers, joined together in brushes, are not necessarily, as shown in the figures, pinched in a frame. They can be joined in tufts and fixed in this form in a frame pierced with holes from which hang the tufts.
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