Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Стеклянные трубки в основном представляют собой цилиндрические полые изделия. Их особая форма в сочетании с огромным разнообразием типов стекла (таких как боросиликатное, флинт, алюмосиликатное, содоизвестковое, свинцовое или кварцевое стекло) позволяет использовать стеклянные трубки в широком спектре применений. Например, лабораторная посуда, осветительные приборы, солнечные тепловые системы и фармацевтическая упаковка – лишь некоторые из основных областей применения. В прошлом ученые самостоятельно изготавливали лабораторное оборудование до появления широко распространенных взаимозаменяемых шлифованных соединений. Сегодня предпочтение отдается коммерчески доступным деталям, соединенным шлифованными соединениями; если требуется специализированная стеклянная посуда, она изготавливается на заказ опытными стеклодувами из коммерчески доступных стеклянных трубок. Например, линия Шленка состоит из двух больших стеклянных трубок, соединенных кранами и более мелкими стеклянными трубками, которые затем подключаются к пластиковым шлангам.
Glass tubes are mainly cylindrical hollow wares. Their special shape combined with the huge variety of glass types (like borosilicate, flint, aluminosilicate, soda lime, lead or quartz glass), allows the use of glass tubing in many applications. For example, laboratory glassware, lighting applications, solar thermal systems and pharmaceutical packaging to name the largest. In the past, scientists constructed their own laboratory apparatus prior to the ubiquity of interchangeable ground glass joints. Today, commercially available parts connected by ground glass joints are preferred; where specialized glassware are required, they are made to measure using commercially available glass tubes by specialist glassblowers. For example, a Schlenk line is made of two large glass tubes, connected by stopcocks and smaller glass tubes, which are further connected to plastic hoses.
История
До XIX века стеклянные трубки производились исключительно выдуванием через трубку, таким образом, дискретно изготавливаясь из партии стекла или стекломассы. В 1912 году Э. Даннер (Libbey Glass Company) разработал первый в США непрерывный процесс вытягивания труб в горизонтальном направлении. В 1918 году он получил патент. В 1929 году Л. Санчес Велло во Франции разработал процесс вертикального вытягивания труб.
Until the 19th century glass tubes were exclusively produced by mouth blowing, thus discontinuously manufactured from a batch or a glass melt. In 1912, E. Danner (Libbey Glass Company) developed the first continuous tube drawing process in the US, which works in horizontal direction. In 1918 he received a patent. In 1929 a vertical drawing process was developed by L. Sanches Vello in France.
Процесс Vello
В процессе Vello стекло проходит через кольцевое отверстие в нижней части подающего устройства. Это отверстие формируется между круглым выходным соплом подающего устройства и полым регулируемым по высоте коническим шилом (также мантрелем). Здесь трубка также "надувается" сжатым воздухом. Стеклянная трубка, которая первоначально выходит в вертикальном направлении, затем отклоняется в горизонтальное положение в состоянии свободного провисания. Конический шил отрегулирован со смещением от центра вытягивающего сопла для обеспечения постоянной толщины стенок после изгиба. С помощью этого метода можно получать трубы диаметром от 1,5 до 70 мм; производительность выше, чем при методе Даннера. Кроме того, здесь можно использовать стекла с высоколетучими компонентами, такими как бораты (боросиликатное стекло) и оксиды свинца (свинцовое стекло), поскольку температуры в вытягивающем сопле ниже, чем в муфеле Даннера. Без шила также можно производить стеклянные стержни, при этом диаметр регулируется соплом, а также скоростью вытягивания. В связи с вертикальным выходом стекла, процессы вертикального вытягивания иногда также относят к общему термину "Vello", хотя принудительного отклонения в горизонтальную плоскость не происходит. Процессы Даннера и Vello используются для производства тонкостенных стеклянных труб относительно небольшого диаметра с производительностью до 55 тонн в сутки. Мировой рекорд по длине непрерывно вытянутой стеклянной трубки в одном куске составляет 10 м и принадлежит компании SCHOTT Tubing.
In the Vello process, the glass runs through an annular opening from the bottom of the feeder. This opening is formed between the round outlet nozzle of the feeder and a height adjustable hollow needle (also a mandrel). Here, the tube is "inflated" with compressed air as well. The glass tube which initially emerges in the vertical direction is then deflected into the horizontal position in the free sag. The nozzle mandrel is adjusted off the center of the drawing nozzle in order to produce a constant wall thicknesses after bending. With this method, tube diameters between 1.5 and 70 mm can be generated; The throughput is higher than it would have been with the Danner method. Furthermore, it is possible here to use glasses with highly volatile components, such as borates (borosilicate glass) and lead oxides (lead glass), since the temperatures at the drawing nozzle are lower than in the Danner muffle. Without a needle, glass rods can also be produced, whereby the diameter being adjusted via the nozzle as well as the drawing speed. Due to the vertical glass exit, down draw processes are sporadically also listed under the general term "Vello", although there is no forcible deflection into the horizontal. Danner and Vello processes are used for the production of thin walled glass tubes of relatively small diameter, with throughputs of up to 55 tonnes per day. The world record for the longest ever continuously drawn tube glass in one piece is 10 m hold by SCHOTT Tubing.
Направление движения вниз (направление движения вниз)
Метод вытягивания вниз в принципе такой же, как и метод Vello, хотя здесь стеклянная трубка не отклоняется, а вытягивается в вертикальном направлении. Текущий мировой рекорд в технологии вытягивания вниз принадлежит компании SCHOTT Tubing и составляет 460 мм. Достижимая толщина стенок для труб большого внешнего диаметра (свыше 250 мм) составляет около 10 мм. Большая толщина стенок, до 15 мм, возможна только для труб меньшего внешнего диаметра. Для боросиликатного стекла (диаметром 35 мм) можно достичь скорости вытягивания 0,3 м/мин.
The down draw method is, in principle, the same as the Vello method, although here the glass tube is not deflected but is pulled off in the vertical direction. In the down draw, the current world record is held by SCHOTT Tubing with 460 mm. The achievable wall thicknesses for large outer diameters above 250 mm is about 10 mm. Larger wall thicknesses of up to 15 mm are possible for smaller outer diameters only. For borosilicate glass (35 mm Durchmesser) a drawing speed of 0.3 m/min can be achieved.
Направление рисования вертикально вверх (вертикальный рисунок)
Здесь стеклянная трубка формируется не на оправке, а вытягивается из свободной поверхности расплава. Сопло, выступающее снизу, входит в вытяжное отверстие, через которое воздух подается внутрь стеклянной трубки. Это сопло также удерживает раздув, предотвращая его смещение в сторону. Поскольку качество и скорость вытягивания, достигаемые при вертикальном вытягивании труб, относительно невысоки, в настоящее время этот процесс практически не имеет практического значения.
Here, the glass tube is not formed by a mandrel but is drawn off from the free bath surface. A nozzle protrudes from below into a drawing nozzle, via which the air is blown into the glass tube. The nozzle also holds the drawing onion so that it does not move out laterally. Since the quality and drawing speed achieved during the vertical tube drawing process are relatively low, this process has nowadays almost no practical significance.
Дальнейшие процедуры
Стеклянные трубы с очень большим диаметром (20–100 см), необходимые для предприятий химической промышленности, производятся центрифугированием или выдуванием. Однако возможно изготовление лишь относительно коротких отрезков труб, так называемых tube shots, длиной до одного метра.
Glass tubes with very large diameters (20 bis 100 cm), as required for plants of the chemical industry, are produced by centrifugation or blowing. However, only the production of relatively short tube sections of up to one meter, so called tube shots, is possible.
Изменение
Многие стеклянные трубки могут быть использованы сразу, например, для пневматического транспорта, освещения, фотобиореакторов или в качестве архитектурного элемента. Однако модификация стеклянных трубок довольно распространена и необходима для таких применений, как лабораторная посуда, фармацевтическая упаковка и корпуса диодов. В этих случаях стеклянную трубку необходимо, например, разрезать, согнуть или даже придать ей другую форму (например, флаконы, шприцы и т.п.). Как правило, это делается путем нагрева образца и/или использования механического инструмента для формовки. Хотя модификация стеклянных трубок уже не является базовым лабораторным навыком, многие до сих пор знакомы с основными методами. Стеклянный резак используется для разделения стеклянных трубок на более мелкие части. Свежесрезанные края перед использованием обрабатываются пламенем для удаления острых кромок. Стеклянные трубки можно сгибать, равномерно нагревая их над пламенем горелки докрасна. К трубкам можно прикрепить штуцеры для шлангов, что обеспечивает лучшее сцепление и герметичность при соединении с пластиковыми или резиновыми трубками.
Many glass tubing can be used right away for example for pneumatic conveying systems, lighting, photobioreactors or as an architectural item. However, modifying of glass tubing is quite common and indespendsable for applications like laboratory glass, pharma packaging, and diode encapsulants. Here, the glass tubing needs to be e. g. cut, bended, or even converted into another shape (compare vial, syringes etc.). Mainly, this is done by applying heat to the sample and/or use a mechanic forming tool. Although modifying glass tubing is no longer an essential laboratory technique, many are still familiar with the basic methods. A glass cutter is used to break pieces of glass tubing into smaller pieces. Freshly cut edges are flame polished before use to remove the rough edge. Glass tubing can be bent by heating evenly over a Bunsen flame to red heat. Hose barbs can be added to tubing, giving a better grip and seal for attaching plastic or rubber tubing.