Файл: Зимин, В. С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента.pdf

ГЛ ABA Vl

РАБОТА C КАПИЛЛЯРНО-БАРОМЕТРИЧЕСКИМИ ТРУБКАМИ

И СТЕКЛЯННЫМИ ПАЛОЧКАМИ

Капиллярно-барометрические трубки чаще всего применяют при изготовлении измерительных приборов из стекла: вискозиметров, осмометров, манометров, реометров и т. д. Приемы работы (спаи­ вание, сгибание и т. д.) с этими трубками похожи на приемы ра­

боты с обычными трубками. Все требования, предъявляемые к

обычным трубкам, остаются и в отношении к капиллярно-баромет­ рическим трубкам. Однако при нагревании в пламени горелки толстые стенки капиллярных трубок прогреваются неравномерно, и на них очень часто появляются «посечки» — мелкие трещины на поверхности капиллярной трубки. Поэтому после любой операции, проведенной на пламени, место спая и близлежащие участки (1,5—2 см по обеим сторонам от спая) капиллярно-барометриче­ ской трубки (независимо от сорта стекла) необходимо подвергать тщательному и продолжительному отжигу в пламени горелки, по­

степенно смягчая пламя вплоть до коптящего.

§ 37. Калибровка капилляров

Для большинства приборов требуются точно калиброванные по

внутреннему диаметру на заданной длине капилляры. Обычно для этой цели пользуются ртутью. Определенное количество чистой

ртути вводят в капилляр и легким постукиванием по трубке пере­ мещают столбик вдоль всего отрезка капилляра. Если длина стол­ бика ртути не будет изменяться по мере передвижения его вдоль отрезка, то диаметр капилляра по всей проверенной длине одина­ ков. Зная массу (т, г) взятой ртути (взвешивание производят на точных аналитических весах), длину столбика капилляра, зани­ маемого этой ртутью, и ее плотность (13,6 г/см3), вычисляют объем ртутного цилиндра V (в см3) :

y = m∕13,6

C другой стороны, объем цилиндра V выражается формулой

V = (πd2∕4) I

где я — 3,14; I — длина цилиндра; d — искомый диаметр капилляра.

Отсюда вычисляют диаметр d = (1∕3) V rn[l.

116

§ 38. Спаивание и сгибание капиллярно-барометрических трубок

Спаивание. Процесс ничем не отличается от спаивания обычных трубок. Необходимо лишь следить, чтобы торцы спаиваемых ка­ пилляров были ровными и в момент соединения внутренние отвер­ стия (диаметр 0,6 мм) обоих отрезков совпали как можно точнее. Спаивание капиллярно-барометрических трубок производят на узком игольчатом пламени. Стекло в месте спая доводят до раз­ мягчения и легким поддуванием диаметр внутреннего отверстия в месте спая увеличивают в 2 раза против первоначального. Вто­ рично размягчив место спая, шарик вытягивают до тех пор, пока внутренний диаметр не станет равен исходному.

При спаивании более узких капилляров (внутренний диаметр до 0,3; 0,2 мм и т. д.) требуется большой опыт, быстрота работы и

особое внимание.

Тройниковый спай. Если требуется возможно точнее сохранить неизменными внутренние сечения в тройниковом спае капиллярно­ барометрических трубок, то спаивают методом «крановой лепки».

Для этого внутреннее сечение припаиваемого капилляра (торец)

слегка развертывают в виде небольшой воронки. На другой капил­

лярной трубке выдувают отверстие так, чтобы диаметр его был

в два раза больше внутреннего диаметра капилляра, оставляя как можно меньше стекла на губках. Размягчив губки и края припаи­ ваемой трубки, их соединяют, не поддувая. Чтобы получить краси­ вый тройниковый спай на капиллярных трубках, нужна большая тренировка и приобретение стеклодувного опыта.

Если к тройниковому спаю не предъявляются особые требова­ ния, то спаивают тройник так же, как и из обычных трубок.

Сгибание. Для капиллярных трубок применяют прием плавного

сгибания. Главное условие работы заключается в том, чтобы при

нагревании не доводить трубку до полного размягчения, так как возможно запаивание канала капилляра.

Спирали из капиллярно-барометрических трубок получают

обычным способом.

Внутренний спай. Самым удобным и надежным способом впай­

ки капиллярно-барометрических трубок в боковые стенки и дно широких трубок является шайбовый спай. При таком спае иска­ жение наружного и внутреннего диаметров минимальное. Пропаи­ вают спаи, как и на обычных трубках, но отжиг в пламени горелки должен быть более тщательным. Однако в некоторых случаях по

тем или иным причинам пользоваться этим приемом нельзя, тогда

капилляр впаивают, как обычную трубку. Сначала отрезок капил­ лярной трубки помещают внутрь основной и припаивают торец капиллярной трубки к дну основной.

В месте спая делают отверстие, продувая его или прокалывая вольфрамовой иглой, а затем припаивают к этому месту другой

капилляр (см. § 31).

117

Спаивание капиллярно-барометрических трубок с обычными.

Основное неудобство при спаивании обычных трубок с капилляр­ ными заключается в том, что в месте спая происходит заплавление или искажение внутреннего диаметра капилляра. Во избежание этого капилляр раздувают в месте спая, так чтобы образовался не­ большой шарик диаметром в 1,5—2 раза больше наружного диа­ метра капилляра с нетолстой стенкой, и вытягивают его в трубку диаметром, равным наружному диаметру капилляра. Отрезав по­ лученную трубку на расстоянии 8—10 мм от начала капилляра,

каким-либо способом спаивают ее с обычной трубкой.

Для раздувания шарика на более узких капиллярах (диамет­ ром до 0,01 мм) воздух подают под избыточным давлением от

баллона с сжатым газом или воздуходувки через плотный шланг. Раздуть шарик на такой трубке можно, запаяв капиллярную труб­ ку с обоих концов и нагревая в пламени конец ее до размягчения, но сделать это на таких капиллярах обычным способом (ртом) не всегда удается.

§ 39. Вытягивание капиллярно-барометрических трубок на пламени газовой горелки

Иногда капиллярно-барометрическую трубку нужного диамет­

ра стеклодуву приходится готовить самому. Для этого из чисто вымытой толстостенной трубки заготавливают пульку. Если тре­ буется не длинный капилляр, то пулька не должна превышать

60—80 мм по длине. Диаметр пульки определяется заданными размерами капилляра: чем больше должен быть наружный диа­ метр капилляра, тем больше и толстостеннее должна быть пулька.

На широком пламени горелки стекло осаживают до тех пор, пока канал не станет узким, слегка расширенным посредине и су­ живающимся к обеим державам. После этого, размягчив стекло

в пламени, пульку растягивают в капилляр.

Чтобы получить капилляр нужного сечения, стеклодуву прихо­ дится по нескольку раз повторять эту операцию, добиваясь обра­ зования канала нужного размера при растягивании и при осажи­ вании пульки. Если требуется вытянуть капилляр с очень узким

внутренним сечением, то, осадив стекло в пламени, державы пере­ паивают (перегородка), не оттягивая, и, размягчив пульку, вытя­ гивают капилляр. Тогда оставшийся в пульке воздух не дает запаяться капилляру.

Вытягивание полых трубок и стеклянных палочек различной конфигурации. Если из обычной округлой стеклянной трубки при­

готовить пульку и, размягчив ее на пламени, растянуть в более узкую, то полученная трубка будет подобна исходной, только ее внутренний и внешний диаметры будут меньше.

Точно так же, вытягивая трубки и палочки любого другого се­

чения— прямоугольного, многоугольного, эллиптического и т. д.,

можно получить более узкие с формой сечения исходной заготов­

ив

ки. Однако трубки или штабики фигурного сечения выпускаются

промышленностью крайне редко, поэтому делать их стеклодуву приходится самому.

Изготовить фигурную широкую трубку — заготовку (до 40 мм)

можно, вдувая размягченное стекло в заранее приготовленную

форму (металлическую, графитовую, текстолитовую и т. п.) нуж­ ной конфигурации. К заготовке с обоих концов припаивают труб­ ки— державы, разогревают ее на пламени до размягчения и вы­

тягивают трубку (или палочку) нужного диаметра. Нужно быть крайне внимательным, когда стекло разогреется до температуры размягчения, так как заготовка может сплавиться, ее форма изме­ нится и трубка нужной конфигурации не получится. При доста­ точном опыте стеклодув может сделать заготовку с сечением нуж­ ной конфигурации и без формы, осаживая стекло в пламени, работая щипцами для стекла, развертками, обкатками и др.

Вытягивание трубок с каналами, расположенными вдоль стенок.

Издавна известен метод изготовления стеклянных сетчатых сопел

(стеклодувы называют его одуванчик) для горелок, при помощи которых получают ровное устойчивое игольчатое пламя. Для этого трубку (диаметром 20—25 мм и длиной 80—100 мм), с державой

с одного конца и открытую с другого, заполняют до отказа рав­ ными отрезками узких трубок (диаметром 4—5 мм и длиной 50—

60 мм). После этого оттягивают державу с другой стороны широ­

кой трубки. Получилась пулька с заключенными внутри нее отрез­

ками узких трубок. Разогрев пульку в пламени до размягчения,

π∙