Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
После отжига и охлаждения обрезают рубашку (линия К) и внутреннюю трубку так, чтобы утолщенная часть узкой трубки выходила за. край рубашки (в). После этого развертывают внутреннюю трубку и спаивают с внешней. Отводные трубки припаивают до того, как отделанный фланец остынет. Готовое изделие обязательно отжигают.
109
Холодильники шариковый и спиральный. Для увеличения поверхности охлаждения внутренней трубки на ней перед впаиванием раздувают шарики. Такой холодильник называют шариковым. Можно внутреннюю трубку навить в виде спирали, а потом впаять в рубашку. Количество шариков и число витков может быть раз-
Рис. 52. Стеклянный сильфон:
Л—сильфон, изготовленный первым способом; Б — сильфон, наготовленный вторым способом.
ным и определяется длиной холодильника, диаметром трубок, разностью диаметров внешней и внутренней трубок. Толщина стенок шариков не должна превышать 1,5 мм, толщина стенок спиральной трубки не имеет существенного значения.
Технология изготовления таких холодильников и холодильника Либиха аналогична. Однако для изготовления холодильника Либиха используют прямые трубки, равностенные по всей длине. При таком сочетании между внутренними спаями трубок возникает сильное напряжение, которое снимают, помещая еще горячее изделие в разогретую печь. Спираль или трубка с шариками обладают «пружинящими» свойствами, благодаря чему напряжение частично снимается. Поэтому шариковые и спиральные холодильники отжигают в муфельной печи в готовом и остывшем виде.
Стеклянные компенсаторы снятия натяжений. Часто изделия, изготовленные по типу холодильников или дьюаровских трубок, эксплуатируются в жестком температурном режиме: сильно охлаждается рубашка и в то же время каким-либо источником тепла нагревается внутренняя трубка или наоборот. Кроме того, особенно при получении высокого вакуума, приборы и стеклянные коммуникации часто прогревают в специальных печах до высокой температуры (400—450 °С). Внутри прибора часто имеются металлические вводы, металлические микро-рельсы, по которым двигаются каретки, и т. д. Все эти части могут сильно нагреваться и возникают большие разности температур. Естественно, в результате этого в стекле возникают сильнейшие натяжения. Если предварительно не снять их, стеклянные изделия непременно растрескиваются.
Для снятия натяжений применяют стеклянные компенсаторы. Самыми простыми компенсаторами являются стеклянная спираль
110
и обыкновенный полый стеклянный шарик. Чем больше витков имеют спирали н чем больше шариков используется, тем эффективнее действие компенсатора. Такие компенсаторы являются как бы пружинами, способность их амортизировать зависит от диаметра и толщины стенок компенсаторов: чем тоньше стенки шарика и больше диаметр витков спирали, тем эластичнее компенсатор.
Наиболее эффективным компенсатором является стеклянный сильфон (рис. 52). Сильфон занимает сравнительно мало места и свободное сечение трубки уменьшается не намного.
Разберем изготовление сильфона из трубки диаметром 15 мм. Начинают работу с заготовки пульки длиной 150—200 мм (без учета держав). Отступя от державы на 4—5 см, раздувают тонкостенную трубку диаметром 30—35 мм, длиной 100 мм, со стенками толщиной 0,3—0,4 мм (рис. 52,Л). Устанавливают узкое мягкое пламя и, отступя 4—5 мм от края, разогревают тонкостенную трубку по окружности. Доведя стекло до размягчения и сняв с пламени, аккуратно укатывают размягченную часть на подрезке до диаметра, равного диаметру исходной трубки (15 мм). При этом очень важно синхронно вращать заготовку обеими руками. При малейшем нарушении синхронности подрезанная часть трубки будет смята, окажется неровной и все придется начинать сначала. Проделав те же операции с соседним участком тонкостенной трубки, получают первый гофр; остальные получают аналогично.
Эта работа сопряжена с некоторой трудностью. При очередном разогреве тонкостенной трубки перед укатыванием на подрезке нужно быть особенно внимательным, чтобы не испортить пламенем предыдущий гофр. Дутье желательно проводить через резиновую трубку, соединенную с державой специальным шарниром (см. гл. И), так как поддувать приходится и во время укатывания размягченного стекла на подрезке. Готовый сильфон тщательно обогревают в пламени горелки и обязательно отжигают в печи.
Способность сильфона пружинить и сгибаться легко испытать, растягивая и сгибая его руками.
Существует и другой способ изготовления сильфона. Но у сильфонов, изготовленных этим методом, расстояние между гофрами получается большим, так как каждый гофр изготавливают отдельно из тонкостенного шарика, а затем спаивают гофры между собой.
Сильфоны и спирали из трубок устанавливают в местах с наибольшим перепадом температур при эксплуатации, т. е. в которых возникают наибольшие натяжения. Там, где перепад температур невысок, лучше устанавливать несколько тонкостенных шариков.
При изготовлении длинных приборов (2000 мм и более), имеющих термостатируемую рубашку, установка компенсаторов обязательна.
111
Очень большие приборы (например, ректификационные колонки) приходится отжигать по частям, следовательно, натяжение частично остается.