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

Внастоящее время промышленность выпускает готовые нор­ мальные конусные шлифы. Обозначение шлифов и их размеры утверждены (ГОСТ 8682—70).

Втаблицах 8 и 9 приведены основные размеры муфт и кернов таких шлифов.

Рис. 158. Изготовление фланца с широким рантом:

Изготовление фланцев представляет определенный интерес. Если ширина ранта фланца не превышает 25 мм, то фланец де­ лают на станке подобно тому, как изготовляют фланцы вручную. Если же ширина ранта превышает 25 мм, то его делают, спаивая между собой две заготовки, у которых развернуты торцевые части (рис. 158). Для этого сначала цилиндр — заготовку разрезают на две части с таким расчетом, чтобы их можно было закрепить в патронах станка. После закрепления края торцев обеих частей

на широком пламени горелки поочередно развертывают. Диаметры развернутых краев обеих частей цилиндра должны быть равны и превышать заданный диаметр будущего фланца в 1,5—2 раза.

Сдвинув обе части (как можно ближе друг к другу), их развер­

нутые края сильно размягчают пламенем двух горелок (стационар­

ной и ручной) и сжимают графитовыми развертками с двух сторон до полного соединения. Полученный единый монолитный рант фланца вторично проваривают пламенем горелки, выравнивая раз­ вертками. Цилиндр по обе стороны от полученного ранта утол­

щают (осаживанием), а потом раздувают до диаметра на 15— 20 мм больше диаметра исходного цилиндра. Раздувать следует вместе с рантом. Этим добиваются более тщательной пропайки ранта изнутри в месте соединения, ликвидируя возможные зали­ пания.

Если необходимо провести операции по припайке отводов и шлифов, отделыванию дна и т. д. непосредственно вблизи ранта фланца, то их проводят сразу, не давая фланцу остыть. После от­ жига в печи одну часть цилиндра отрезают у основания ранта фланца, а сам рант шлифуют.

280

Изготовление сосудов Дьюара. Приемы изготовления сосудов Дьюара на станке те же, что и при работе вручную, т. е. их де­ лают и давлением, и спаиванием торцевых частей внутреннего и наружного цилиндров. Дьюаровский спай выполняют, зажимая за­ готовки сосуда как в одном патроне станка, так и в двух. В пер-

Рис. 159. Приспособление для крепления сосудов Дьюара на станке (конструкция Ю. С. Звенигородского):

1 — вал; 2 — контргайка; 3 — гайка; 4, 5, 9—втулки; 6—винты; 7—кожух; 8 — пружина.

вом случае внутренний цилиндр закрепляют в наружном сверну-

той медной лентой (см. § 35), во втором применяют специальное приспособление (рис. 159) для крепления внутреннего цилиндра. Это приспособление закрепляется в патроне станка и удерживает в нем внутренний цилиндр во все время спаивания.

§ 76. Изготовление некоторых приборов повышенной

. сложности на горизонтально-заварочном станке

На горизонтально-заварочном станке изготовляют детали: ши­

рокие и длинные сосуды Дьюара, краны и фланцы больших раз­ меров, крупные головки ректификационных колонок, кондукто­ метрические колонки, крупногабаритные криостаты (сосуды Дью­

ара с несколькими стенками) и другие приборы, которые вручную сделать невозможно или очень трудно.

Основное время при изготовлении крупногабаритных прибо­ ров уходит на заготовку их составных частей и креплений, тогда как само время изготовления сравнительно невелико. Со­ ставные части приборов делают, учитывая каждую мелочь, с тем чтобы во время сборки и окончательного спаивания не произво­ дить лишних операций. Нередко операции по пропаиванию спаев одного прибора приходится производить в течение 8—9 часов. При этом обязательно должны работать два стеклодува, а часто и больше, причем мастера время от времени вынуждены под­

менять друг друга.

Высокотемпературная кювета. Кювета (рис. 160) состоит из термостатируемого холодильника 3 с фланцами, впаянного внутрь стеклянного кожуха 4. Кожух имеет на обоих концах охлаждае­ мые муфты 2 и 7 шлифов, к которым притерты керны 1 и 8 с фланцами. Холодильник 3 впаян в кожух 4 посредством трех трубок —двух узких 9 и 11, пропаянных через стенку кожуха внут-

Ml

рениими боковыми спаями и расположенных по касательной к холодильнику 3, и одной широкой 5, служащей в то же время муф­ той шлифа.

Наиболее трудной операцией при изготовлении данной кюветы является впаивание холодильника 3 внутрь кожуха. Изготовление

Рис. 160. Высокотемпературная кювета:

1, 8 — керны шлифов; 2, 7—охлаждаемые муфты шлифов; 3—холодильник с фланцами по торцам; 4—кожух кюветы; 5—трубка — шлиф холодильника; 3—трубка кожуха; 9, 11 — трубки; 10—пробка с карманом; К—линия разреза кожуха; а и б — места спайки.

кюветы начинают с холодильника. Холодильник делают вручную,

как описано в § 36. После холодильника изготовляют муфты 2 и 7 шлифов кожуха без рубашек. Кожух кюветы делают из широкой трубки диаметром 80 мм, исходя из заданных размеров длины кюветы, трубку на обоих концах раздувают до диаметра 100—

ПО мм на длине 50—60 мм; это будущие рубашки для охлажде­ ния шлифов.

В полученный кожух с обоих концов дьюаровскими спаями впаивают муфты 2 и 7 шлифов, применяя для крепления в кожухе

паивают отвод 6 из трубки диаметром 35—40 мм. Полученную за­ готовку тщательно отжигают в печи для отжига стекла. Кожух и

муфты шлифов можно изготовить как вручную, так и на гори­ зонтально-заварочном станке.

После отжига заготовку кожуха разрезают пополам так, чтобы линия разреза проходила через середину отвода 6. Ранее заготовленный холодильник 3 с соответствующими отводами за­ крепляют в обеих половинах кожуха при помощи насадок — хватков. Насадки должны иметь прочные трубки — державы, за кото­ рые кювету перед окончательными операциями по спайке закреп-

262.

ляют в цангах патронов станка, а также должны иметь прочные трубки внутри кожуха, на которых удерживаются холодильник и кожух со шлифами. При креплении холодильника внутри кожуха

особое внимание следует уделить тому, чтобы обе половины ко­ жуха плотно сходились по разрезу.

Λ

Рис. 161. Последовательность изготовления криостата:

а—внешняя оболочка криостата; б — второй цилиндр; в — третий цилиндр; s — третий цилиндр спаян со вторым снизу дьюаровским спаем; д—крепление заготовки г в оболочке в;

По окончании операций по креплению холодильника и кожуха всю кювету помещают в холодную печь для отжига стекла и на­

гревают до температуры отжига данного стекла. Доведя до нуж­ ной температуры, горячую кювету вынимают из печи, быстро за­ жимают за державы насадок в цангах патронов станка и при­ ступают к спаиванию кожуха точно по разрезу (линия К). Для запаивания стеклянной палочкой отверстий, возникших в месте

спая, используют ручную газовую горелку; при этом двигатель станка останавливают. После получения надежного спая по месту разреза центральный отвод холодильника 3 спаивают с отводом 6 кожуха дьюаровским спаем, используя пламя ручной горелки.

Далее пропаивают внутрнними спаями через стенки кожуха от­

воды 9 и 11.

Окончательной операцией по изготовлению кюветы на пламени горелок является спаивание тарельчатыми спаями муфт кожуха

с его стенками по местам а и б. Эту операцию проводят на узком пламени стационарной горелки станка с периодическим обогре­ вом середины кюветы. Дутье во время изготовления кюветы про­ изводят через резиновый шланг ртом.

Закончив все операции, кювету тщательно обогревают пламе­ нем горелки и помещают в печь для отжига, разогретую до тем­ пературы отжига стекла, из которого изготавливают кювету.

Затем притирают шлифы и шлифуют наружные фланцы кю­ веты. Фланцы холодильника шлифуют перед впаиванием его

283

в кожух кюветы. К наружным фланцам кюветы приклеивают спе­

циальные окна из материала, пропускающего ИК-лучи, к флан­

цам холодильника <3 такие же окна плотно прижимают при по­ мощи специального металлического приспособления. Спираль для

нагревания кюветы располагают в кармане 10 пробки и в рубаш­

ке холодильника.

Криостат цельнопаяный. Криостат диаметром 100—120 мм

и общей длиной 500—700 мм можно изготовить только на гори­ зонтально-заварочном станке. На рис. 161 представлены последо­

вательно все операции его изготовления. Вначале заготавливают внешнюю оболочку а из цилиндра диаметром 100—120 мм, второй цилиндр б диаметром 80—100 мм и третий в диаметром 60—80 мм.

Вставив третий цилиндр во второй, нижние суженные части спа­

ивают дыоаровским спаем, а сбоку подпаивают отросток для дутья (трубка диаметром 4—5 мм). Полученную заготовку обре­ зают в верхней широкой части (длина зависит от заданных раз­ меров) и тщательно отшлифовывают торцы второго и третьего ци­ линдров на планшайбе. После шлифовки их лучше оплавить.

Заготовку жестко закрепляют внутри внешней оболочки. От­ росток, изогнутый книзу, оставляют открытым для дутья. Заго­ товку вставляют в левый патрон станка и осторожно, чтобы не раздавить внешнюю оболочку, зажимают цангами. Верхняя часть внешней оболочки должна быть длиннее вставленных в нее вто­ рого и третьего цилиндров на 50—70 мм. В правый патрон зажи­ мают подготовленную припайку, диаметр которой должен быть ра­ вен диаметру третьего цилиндра. Один конец ее закрыт, другой, припаиваемый к заготовке, сужен на 15—20 мм и ровно обрезан.

Включив станок, центруют заготовки. На широком мягком бескислородном пламени горелки обогревают торцы и соседний участок внешней оболочки левой заготовки. Доведя стекло на кис­ лородном пламени до размягчения, оттягивают или осаживают специальной обкаткой удлиненную верхнюю часть внешней обо­ лочки и делают плоское дно, отступя 4—5 мм от торцов 2 и 3 ци­ линдров. Стенки дна должны быть толще стенок внешнего ци­ линдра в 1,5 раза. Изготовив дно, на мягком нешироком пламени размягчают его плечики и специальной обкаткой осторожно при­ глаживают их (как бы округляя) до равномерного слипания с тор­ цами второго и третьего цилиндров. Удалив ненужный наплыв (если такой образовался) в центре дна, на резком кислородном пламени тщательно проплавляют одновременно торцы второго и третьего цилиндров, спаивая их с дном.

Дутье осуществляют через шланг, присоединенный к левой

(нижней) части криостата и проходящий через патрон и «бабку»

станка.

Убедившись визуально в хорошем качестве спаев, в центре дна выдувают отверстие диаметром, равным диаметру суженной части припайки, закрепленной в правом патроне. Соединив губки отвер­ стия криостата с суженной припайкой, их тщательно спаивают,

264

раздувая суженную часть до диаметра припайки. Сбоку внешнего

цилиндра напаивают отросток для откачки и серебрения и проде­ лывают небольшое отверстие (диаметром 10—12 мм) между про­ паянными торцами второго и третьего цилиндров. (В дальнейшем через это отверстие заливают жидкий азот.)

Рис. 162. Последовательность изготовления кристаллизатора:

а — заготовка корпуса кристаллизатора с отводами и шайбой монолитом; б — заготовка рубашки корпуса; в — корпус а в рубашке б с креплением асбестом и спаиванием среднего спая (/) корпуса с рубашкой; a — спаивание отводов корпуса с рубашкой; д—собственно кристаллизатор.

Обогрев места, подвергавшиеся размягчению, и сняв еще горя­ чий криостат со станка, его помещают в разогретую печь для от­ жига. После отжига верхнюю часть припайки обрезают на без­ опасном для внутренних спаев расстоянии. Через отверстие в при­

пайке вставляют в заготовку и закрепляют в нее ранее приготов­ ленный стакан (для заливки жидкого гелия), к нижней части которого припаяна узкая трубка из специального стекла (не да­ ющего сигналов ЭПР). Верхняя часть стакана должна быть слегка развернута. Развернутые края стакана спаивают с краями

обреза припайки дьюаровским спаем, заканчивая тем самым от­

делку верхней части криостата. Нижнюю узкую часть внешней оболочки криостата отрезают по линии К. Сначала запаивают

конец отростка, через который осуществлялось дутье в простран­ ство между вторым и третьим цилиндрами, а потом на ручной горелке припаивают узкую нижнюю часть криостата из такогоже специального стекла, из какого сделан отросток на внутреннем

гелиевом стакане. Затем изделие отжигают. После отжига крепле­ ние растворяют в кислоте, а криостат серебрят и откачивают.

295