Узел и способ крепления свечей контроля и/или розжига и/или смотрового окна котлов или подобных устройств

Изобретение относится к области энергетики. Узел для крепления свечей контроля и/или розжига и смотрового окна для котлов содержит опорную пластину, свечу и смотровое окно, причем опорная пластина имеет по меньшей мере одно установочное отверстие, предназначенное для установки свечи, причем свеча имеет внешний керамический трубчатый корпус, внутри которого размещен электродный стержень контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса, причем упомянутое установочное отверстие имеет такие размеры, что упомянутая свеча, когда вставлена, образует зазор между внешней поверхностью трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия, причем предусмотрено использование по меньшей мере в упомянутом зазоре средств для крепления и уплотнения упомянутой свечи на упомянутой опорной пластине, причем упомянутые средства крепления и уплотнения выполнены из стеклянного материала, который сначала переводят в жидкую или полужидкую фазу, чтобы обеспечить его сцепление механическим путем и/или с использованием химической/физической адгезии с внешней поверхностью упомянутого трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью упомянутого установочного отверстия, и затем его переводят в твердую фазу, при этом упомянутое установочное отверстие имеет большие размеры на верхней поверхности упомянутой опорной пластины и меньшие размеры на нижней поверхности упомянутой опорной пластины, так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности, служащие упором для соответствующих упорных элементов, предусмотренных на упомянутом керамическом трубчатом корпусе, причем упомянутая опорная пластина имеет по меньшей мере еще одно установочное отверстие, предназначенное для установки смотрового окна, причем средства крепления предусмотрены между внешней поверхностью упомянутого смотрового окна и внутренней поверхностью упомянутого дополнительного установочного отверстия, при этом упомянутое дополнительное установочное отверстие имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины, так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности, служащие упором для стеклянного кольца, причем упомянутое смотровое окно выполнено из стекла, температура плавления которого выше температуры плавления уплотнительного кольца, и размещается поверх упомянутого стеклянного кольца, так что стекло после расплавления заполняет пустоты и при последующем охлаждении герметично соединяет стеклянное смотровое окно с пластиной. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность крепежных элементов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение имеет отношение к узлу крепления свечей розжига котлов или подобных устройств, содержащей опорную пластину, которая имеет по меньшей мере одно установочное отверстие, предназначенное для установки свечи.

Свеча содержит внешний керамический трубчатый корпус, внутри которого размещен электродный стержень контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса.

Кроме того, упомянутое установочное отверстие имеет такие размеры, что при вставленной свече образуется зазор между внешней поверхностью трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия.

И наконец, по меньшей мере в упомянутом зазоре предусмотрено использование средств для крепления и уплотнения свечи на упомянутой опорной пластине.

Настоящее изобретение касается главным образом, но не исключительно, газовых котлов или жидкотопливных котлов, которые предназначены для обогрева жилья.

Кроме того, следует отметить, что выражение "электродный стержень контроля и/или розжига" означает электрод, обычно используемый в известных котлах.

Среди этих электродов в качестве примера упоминаются электроды розжига, электроды контроля ионизации, электроды контроля конденсата, электроды розжига и контроля, пусковые электроды.

Известные решения, используемые для крепления свечей котлов или подобных устройств, предусматривают крепление керамического изолирующего корпуса свечи к металлической пластине, в частности, в установочном отверстии, выполненном в упомянутой металлической пластине, посредством различных изоляторов, таких как крепежные кольца, смолы различного происхождения, или путем приклепывания металлической части к керамике.

Например, в случае крепежных колец используют обычное металлическое кольцо, которое помещают между поверхностью керамического корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия, где кольцо деформируется под воздействием сжатия таким образом, что оно плотно прилегает как к поверхности керамического корпуса свечи, так и к внутренней поверхности установочного отверстия, и, таким образом, крепит свечу к металлической пластине.

Таким способом получают непроницаемое уплотнение, которое предотвращает утечку конденсатных жидкостей и/или газообразных продуктов, образующихся внутри котла.

Этот способ крепления имеет явные недостатки, главным образом из-за того, что прилагаемые механические усилия могут привести к перемещению свечи из места установки или могут создавать локальные максимумы давления, которые могут вызвать разрушение керамического изолятора.

С другой стороны, при наличии больших допусков во избежание риска разрушения изолятора, вероятно, что кольцо, будучи деформированным, будет не полностью прилегать к стенкам, не выполняя свою функцию герметизации, или, в более серьезных случаях, не обеспечивая надлежащего крепления, а именно - работая как ослабленное крепление свечи, когда радиальные силы сжатия, действующие на свечу, недостаточны для удержания ее на месте.

Все известные описанные выше решения приводят к дополнительным затратам в связи с необходимостью испытаний на диэлектрическую прочность используемых материалов, испытаний на герметичность под давлением и испытаний на механическую устойчивость к перемещению.

В дополнение к недостаткам, описанным выше, известные решения являются особенно непригодными в комбинированных узлах крепления, то есть узлах, которые представляют собой узлы, содержащие опорный кронштейн, который служит опорой для двух или трех свечей и других компонентов узла, таких как, например, смотровое окно для наблюдения за пламенем.

Такой комбинированный узел имеет различные критические места, которые расположены на креплении керамического корпуса к опорному кронштейну, креплении электродного стержня контроля и/или розжига к керамическому корпусу, и креплении смотрового окна к опорному кронштейну.

В настоящее время комбинированный узел крепления, как описаный выше, изготавливают с использованием различных способов и различных операций сборки, определенным образом и следуя определенному логическому порядку.

Крепление электродный стержень/керамический корпус: первой операцией является прикрепление электродного стержня к керамическому корпусу с помощью различных способов в зависимости от применения, при этом двумя наиболее часто используемыми способами являются механическая посадка с натягом или использование пригодного огнеупорного бетона. Эти узлы едва соответствуют требованиям рынка, таким как сопротивление осевой нагрузке и предел прочности при кручении, но они вызывают необходимость использовать для герметизации другие материалы, такие как, например, гидрофобный бетон, во внутренней концевой части топочной камеры, из-за рН, и силикон в концевой наружной части топочной камеры для обеспечения герметичности под давлением и уплотнения.

Крепление смотровое окно/опорная пластина: такое крепление выполняют механическим способом с использованием прокладки, которая опирается на упругое кольцо, установленное на окне. Окно целиком вставляют в опорную пластину и закрывают резьбовой крышкой или приваривают, так чтобы гарантировать необходимое воздействие на на этот элемент. Однако во многих случаях требуется дополнительная операция наружной герметизации с использованием силикона.

Крепление керамический корпус/опорная пластина: поскольку такое крепление должно обеспечивать упругое соединение между керамикой и пластиной, необходимое для обеспечения допусков на изменение размеров при эксплуатации используемых материалов и предотвращения повреждения керамики, его выполняют, как описано ранее, с использованием соответствующего кольца, изготовленного из пластично-вязкого материала, которое вставляют в отверстие на пластине. Затем керамический корпус с усилием вставляют внутрь кольца. Сжимаемость и расширяемость кольца позволяют соединить керамический корпус с пластиной. В этом случае тоже требуемые на рынке характеристики с трудом обеспечиваются таким соединением.

Как это очевидно, конструкция узел, подобного описанному выше, при изготовлении обусловливает последовательность операций, которые позволяют скрепление различных материалов, из которых он состоит, и при этом обеспечивают работу этого узла при высокой температуре (300°С), в сильно кислой среде (рН<3), при наличии импульсов высокого напряжения (больше чем 10 кВ) или импульсов малого тока (токи меньше чем 5 мкА), и с высокими физико-механическими свойствами, такими как устойчивость к кручению электродных стержней, сопротивление осевой нагрузке и герметичность при низком давлении.

Таким образом, операции, необходимые для изготовления комбинированого узла электродов на основе известных узлов, являются очень сложными и требуют высокой точности при их выполнении, и к тому же обусловливают необходимость применения различных материалов в качестве связующих веществ или герметиков для различных границ раздела между компонентами узла.

Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков, упомянутых выше.

Настоящее изобретение достигает указанной выше цели путем создания узла крепления свечей розжига котлов или подобных устройств, такого как описано выше, в котором средства крепления и образования плотного соединения выполнены из стеклянного материала, который заблаговременно переводят в жидкую или полужидкую фазу, чтобы обеспечить его сцепление механическим путем и/или посредством химической/физической адгезии с внешней поверхностью трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия, и затем его переводят в твердую фазу.

Использование стеклянного материала как связующего и уплотняющего материала позволяет снизить вероятность разрушения изолятора, такого как, например, крепежное кольцо, до пренебрежимо малых значений, как на этапе сборки, так и на этапе эксплуатации котла.

Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает более высокую механическую прочность по сравнению с известными решениями, и устраняет проблемы, возникающие из-за потери круглой формы как установочным отверстием, так и изоляторами, а также устраняет проблемы, возникающие из-за слишком больших допусков на диаметр, которые могут снизить механическую прочность и герметичность под давлением.

Все эти преимущества позволяют сократить количество требуемых рабочих операций, а также затраты времени и средств как в результате предотвращения разрушения конструкции элементов, которые, следовательно, требуют меньших эксплуатационных затрат, так и в результате резкого снижения необходимости в испытательных этапах, таких как испытания на диэлектрическую прочность, механическую герметичность и герметичность под давлением.

Хотя обычно три различных материала (металл для пластины, керамика для свечи и стекло или подобный материал как материал крепления и уплотнения) подвергаются чередующимся один с другим этапам нагревания и охлаждения и, следовательно, можно предположить, что различные коэффициенты теплового расширения и сжатия этих материалов могут обусловить постепенное снижение как механической герметичности, так и механической фиксации (вследствие разъединения контактирующих поверхностей упомянутых трех материалов), наоборот, экспериментальным путем было неожиданно обнаружено, что соединение между металлом, стеклом и керамикой остается стабильным, и, следовательно, сохраняется как механическая герметичность, так и механическая фиксация.

Кроме того, величина наиболее важных функциональных параметров, таких как сопротивление осевой нагрузке, устойчивость к крутящему моменту, герметичность и герметичность под давлением, увеличена на один порядок по сравнению со значениями этих параметров, которые могут быть получены с использованием известных компонентов узлов и известных способов их сборки.

И наконец, способ по настоящему изобретению, как будет ясно из последующего описания, предусматривает не только использование только одного материала, но и делает выполнение операций для получения готового изделия более быстрым и более простым.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения керамический трубчатый корпус имеет гнездо в корпусе для размещения в нем электродного стержня контроля и/или розжига.

В этом случае также предусмотрены средства крепления между внешней поверхностью электродного стержня и внутренними стенками гнезда в корпусе.

Таким образом, граница раздела между электродным стержнем и керамическим корпусом также обладает преимуществами использования стеклянного материала, описанными выше относительно границы раздела между керамическим корпусом и опорной пластиной.

Кроме того, таким образом можно вставить электродный стержень внутрь корпуса, вставить корпус внутрь опорной пластины, поместить стеклянный материал на двух границах раздела, и посредством только одного прохода через печь, для нагрева стеклянного материала до температуры плавления, получить готовое изделие.

Предпочтительно осуществляют только один проход через печь для плавления стекла, но можно предусмотреть два или более прохода(-ов), исходя из конструктивных потребностей узла и тепловых свойств используемого стекла.

Используемый стеклянный материал может предоставляться в нескольких формах, таких как, например:

- стекло, находящееся в твердой фазе, например, стеклянное кольцо;

- смесь, получаемая смешиванием стекла в микрогранулах и пригодного наполнителя и помещаемая в необходимое место с помощью пневматического дозатора;

- диск из спеченного стекла.

Кроме того, возможно использование комбинации таких форм, а также в целом возможно применение различных технологий и стекла различных типов в зависимости от желаемых эксплуатационных качеств.

Следует отметить, что настоящее изобретение также имеет отношение к комбинированным узлам, которые предусматривают использование различных компонентов узлов, крепящихся к опорной пластине.

Поэтому в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения опорная пластина имеет по меньшей мере одно дополнительное установочное отверстие, предназначенное для установки смотрового окна, при этом между внешней поверхностью смотрового окна и внутренней поверхностью упомянутого дополнительного установочного отверстия размещены упомянутые средства крепления.

Такая конструкция также обладает преимуществами использования стеклянного материала, упомянутого выше, а также преимуществами, связанными со скоростью выполнения соответствующих операций, необходимых для получения готового изделия.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения установочное отверстие имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины, так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности, служащие упором для соответствующих упорных элементов, предусмотренных на компонентах узла, подлежащих установке, а именно - как на электроде, так и на смотровом окне.

В частности, в свече розжига и/или контроля такие упорные элементы предусмотрены на упомянутом керамическом трубчатом корпусе.

Наличие упомянутых упорных поверхностей, как будет понятно из описания вариантов осуществления настоящего изобретения, показанных на прилагаемых фигурах, предотвращает утечку стеклянного материала, когда он находится в жидкой фазе.

Упорные элементы предпочтительно образованы выступающим в радиальном направлении от трубчатого корпуса расширением.

Соответственно упорные элементы выполнены как одно целое с трубчатым корпусом, и такая особенность является особенно предпочтительной с точки зрения автоматизации процесса крепления, поскольку наличие упорных элементов облегчает точное размещение трубчатого корпуса в определенном положении в установочном отверстии.

Те же самые преимущества, которые заключаются в предотвращении утечки стеклянного материала и обеспечении размещения компонентов узла в определенных положениях, могут быть получены для границы раздела между электродным стержнем и керамическим корпусом.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения гнездо в корпусе в верхней концевой части трубчатого корпуса имеет коническую и/или цилиндрическую часть, сужающуюся книзу в направлении от упомянутой концевой части, так чтобы образовать упорные поверхности, служащие упором для соответствующих упорных элементов, предусмотренных на электродном стержне контроля и/или розжига.

Следует отметить, что стеклянный материал может быть выполнен в виде смеси различных видов стекольной шихты и/или смеси стеклянных материалов, имеющих различные характеристики.

Например, стеклянный материал может быть выполнен в виде смеси стеклянных материалов, имеющих различную температуру плавления.

Использование стеклянных материалов с различной температурой плавления улучшает механические свойства уплотнения между различными компонентами узла.

Кроме того, можно предусмотреть использование стеклянных материалов разных видов для компонентов узла различных видов, подлежащих креплению в комбинированном узле, описанном выше.

Соответственно, например, можно предусмотреть стеклянный материал для крепления смотрового окна, отличный от стеклянного материала, используемого для крепления трубчатого корпуса свечи, в зависимости от конструктивных требований.

Благодаря описанным выше преимуществам, характерным для использования стеклянного материала, настоящее изобретение также имеет отношение к способу крепления свечей розжига котлов или подобных устройств.

Способ по настоящему изобретению предусматривает установку свечи в установочном отверстии, предусмотренном в опорной пластине для свечи, содержащей внешний керамический трубчатый корпус, внутри которого размещен электродный стержень контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса.

Установочное отверстие имеет такие размеры, чтобы образовывать зазор с заранее определенными размерами между внешней поверхностью керамического трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия, когда свеча вставлена в упомянутое отверстие.

В упомянутом зазоре также предусмотрены средства для крепления и уплотнения свечи на упомянутой опорной пластине.

Упомянутые средства крепления и уплотнения выполнены из стеклянного материала, и способ по настоящему изобретению предусматривает следующие этапы:

a) размещение стеклянного материала, находящегося в твердой фазе, в упомянутом зазоре;

b) нагревание стеклянного материала до температуры, равной температуре его плавления, так что стеклянный материал, перейдя в жидкую или полужидкую фазу, сцепляется механическим путем и/или с использованием химической/физической адгезии с внешней поверхностью упомянутого керамического трубчатого корпуса свечи и внутренней поверхностью установочного отверстия;

c) перевод стеклянного материала в твердую фазу для крепления свечи к опорной пластине и образования соответствующего уплотнения.

Как упоминалось выше, способ по настоящему изобретению позволяет изготовить изделие с использованием только одного прохода через печь, а именно - необходимо только вставить трубчатый корпус в установочное отверстие, поместить стеклянный материал в зазор, и нагреть упомянутый стеклянный материал.

И наконец, в соответствии с возможным вариантом осуществления способа по настоящему изобретению керамический трубчатый корпус имеет гнездо для размещения в нем электродного стержня розжига и/или контроля, при этом стеклянный материал размещают на верхней концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из приведенного ниже описания некоторых вариантов осуществления этого изобретения, проиллюстрированных на прилагаемых фигурах, на которых:

Фиг. 1a и Фиг. 1b представляют собой два вида в перспективе варианта исполнения узла крепления по настоящему изобретению;

Фиг. 2 представляет собой вид в продольном разрезе свечи, устанавливаемой в узле крепления по настоящему изобретению;

Фиг. 3 представляет собой вид в продольном разрезе части свечи, устанавливаемой в узле крепления по настоящему изобретению;

Фиг. 4 представляет собой возможный вариант выполнения средств крепления;

Фиг. 5 представляет собой возможный вариант выполнения смотрового окна, устанавливаемого в узле крепления по настоящему изобретению.

Следует отметить, что на фигурах, описанных ниже, показаны некоторые возможные исполнения узла по настоящему изобретению, однако эти исполнения узла по настоящему изобретению приведены лишь для иллюстративных целей и для лучшего понимания заявленных признаков.

Следовательно, такие варианты осуществления настоящего изобретения не предназначены для ограничения сути настоящего изобретения, которая заключается в использовании стеклянного материала для крепления керамического трубчатого корпуса внутри установочного отверстия, выполненного в опорной пластине.

Как показано, в частности, на Фиг. 1a-2, узел для крепления свечей розжига котлов или подобных устройств содержит опорную пластину 1, которая имеет по меньшей мере одно установочное отверстие 11, предназначенное для установки свечи 2, содержащей внешний керамический трубчатый корпус 21, внутри которого размещен электродный стержень 22 контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части керамического трубчатого корпуса 21.

Установочное отверстие 11 имеет такие размеры, что свеча 2, когда вставлена, образует зазор между внешней поверхностью трубчатого корпуса 21 свечи 2 и внутренней поверхностью установочного отверстия 11.

По меньшей мере в упомянутом зазоре предусмотрено использование средств 4 для крепления и уплотнения свечи 2 на опорной пластине 1.

Средства 4 крепления и уплотнения выполнены из стеклянного материала, который сначала переводят в жидкую или полужидкую фазу, чтобы обеспечить его сцепление механическим путем и/или с использованием химической/физической адгезии с внешней поверхностью трубчатого корпуса 21 свечи 2 и внутренней поверхностью установочного отверстия 11, и затем его переводят в твердую фазу.

Соответственно стеклянный материал 4 помещают у верхнего входа установочного отверстия 11, нагревают его до температуры плавления, после чего он становится жидким и затекает в зазор, как показано на Фиг. 2.

Как показано на Фиг. 2, установочное отверстие 11 предпочтительно имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины 1 и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины 1, образуя, таким образом, на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности, служащие упором для соответствующих упорных элементов, предусмотренных на керамическом трубчатом корпусе 21.

Упорные элементы предпочтительно образованы выступающим в радиальном направлении от трубчатого корпуса 21 расширением (211).

Когда свеча 2 вставлена в установочное отверстие 11, радиальное расширение 211 упирается в нижнюю стенку 111 установочного отверстия.

Из Фиг. 2 понятно, что наличие радиального расширения 211 не только обеспечивает возможность прочного закрепления трубчатого корпуса 21 в месте установки, но также предотвращает утечку стеклянного материала, находящегося в жидкой фазе, за пределы зазора.

Предпочтительно керамический трубчатый корпус 21 имеет гнездо 23 для размещения в нем электродного стержня 22 контроля и/или розжига.

Как показано на Фиг. 3, упомянутые средства крепления, выполненные из стеклянного материала, размещены между внешней поверхностью электродного стержня 22 и внутренними стенками гнезда 23 в корпусе.

Как показано, в частности, на Фиг. 3, стеклянный материал 4, находящийся в твердой фазе, помещают над гнездом 23 в корпусе.

Как описано выше, стеклянный материал 4 нагревают до температуры плавления, и он затекает в гнездо 23 в корпусе, закрепляя электродный стержень 22 внутри трубчатого корпуса 21.

Как показано на Фиг. 3, гнездо 23 в верхней концевой части 212 трубчатого корпуса 21 имеет коническую и/или цилиндрическую часть, сужающуюся книзу в направлении от упомянутой концевой части 212, для образования упорных поверхностей 231, служащих упором для соответствующих упорных элементов 221, предусмотренных на электродном стержне 22 контроля и/или розжига.

Как описано выше для керамического трубчатого корпуса 21, и в этом случае упорные элементы 221, когда электродный стержень 22 вставлен в гнездо 23 в корпусе, упираются в нижнюю стенку 231 гнезда 23 в корпусе и удерживают электродный стержень 22 в месте установки, и предотвращают утечку стеклянного материала 4 под нижнюю стенку 231 гнезда 23.

Кроме того, вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на Фиг. 3, обеспечивает особенные преимущества, если применяется в сочетании с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором стеклянный материал 4 выполнен в виде стеклянного кольца 41, как показано на Фиг. 4.

Находящееся в твердой фазе стеклянное кольцо 41 может быть размещено вокруг электродного стержня 22 и керамического трубчатого корпуса 21, затем этот узел помещают в печь для достижения температуры плавления стекла за время только одного прохода через печь, и затем после охлаждения получают готовое изделие.

Кольцо 41 преимущественно может быть выполнено из цветного стекла для мгновенного распознавания.

Кроме того, стеклянный материал может быть изготовлен из смеси стеклянных материалов, имеющих различные температуры плавления.

Как упоминалось выше, настоящее изобретение имеет отношение главным образом к комбинированным узлам, то есть узлам, содержащим опорную пластину с более чем одним установочным отверстием 11, предназначенным для установки различных компонентов узла.

На Фиг. 1a и Фиг. 1b показаны два вида таких комбинированных узлов, состоящих из опорной пластины 1, двух электродов 2 и 7 розжига, электрода 5 ионизации и смотрового окна 6, однако предусмотрены и исполнения комбинированных узлов, имеющие только один из таких компонентов узла или большее количество электродов с конкретными функциями.

Понятно, что для осуществления такого узла опорная пластина должна иметь установочное отверстие для каждого компонента узла, поэтому она имеет установочное отверстие 11 для каждой свечи или электрода, и дополнительное установочное отверстие, предназначенное для установки смотрового окна 6, при этом между внешней поверхностью смотрового окна 6 и внутренней поверхностью дополнительного установочного отверстия предусмотрены упомянутые средства 4 крепления.

На Фиг. 5 показано крепление смотрового окна 6, размещенного внутри соответствующего установочного отверстия, при этом средства 4 крепления, выполненные из стеклянного материала, размещены между нижней поверхностью смотрового окна 6 и нижней стенкой 12 установочного отверстия, предусмотренного в опорной пластине 1.

Следует отметить, что смотровое окно выполнено из материала, температура плавления которого выше температуры плавления стеклянного материала 4.

В конечном счете, как следует из фигур и приведенного выше описания, узел по настоящему изобретению, благодаря надлежащему конструктивному исполнению компонентов узла и использованию стеклянного материала как соединительного элемента, предусматривает для монтажа только одну рабочую операцию, значительно уменьшая как количество необходимых операций, так и их сложность, и, следовательно, его стоимость.

Из описанного выше можно определить три граничные области, которые позволяют крепить один компонент узла к другому с помощью стеклянного материала.

1) Керамический корпус 21/опорная пластина 1 (Фиг. 2): представляет собой герметичное и устойчивое к давлению, осевой нагрузке и кручению соединение, которое позволяет прикрепить внешнюю поверхность керамического корпуса 21 к опорной пластине 1.

Крепление предпочтительно выполняют с использованием стеклянного кольца 41 и приданием соответствующей формы установочному отверстию 11 пластины 1 путем создания такой вытянутой части, у которой нижнее отверстие всегда меньше чем верхнее отверстие. Керамический корпус модифицируют, создавая на нем внешнее кольцо 211, диаметр которого меньше диаметра верхнего отверстия упомянутой вытянутой части и больше диаметра ее нижнего отверстия.

Керамический корпус 21 помещают внутрь вытянутой части до упора, и сразу же вставляют стеклянное кольцо 41. Затем узел помещают в печь при температуре выше чем температура размягчения стеклянного кольца 41, и стекло, расплавляясь, заполняет все пустоты внутри вытянутой части, не вытекая за ее пределы благодаря наложению керамического кольца 211, которое выполнено непосредственно на упомянутом керамическом корпусе, на материал вытянутой части, находящийся на плоскости ее нижнего отверстия. После этого при охлаждении печи стекло возвращается в кристаллическое состояние, герметично уплотняя механическим путем керамический корпус и опорную пластину 1, с устойчивостью к давлению при очень кислых рН.

2) опорная пластина 1 имеет по меньшей мере еще одно установочное отверстие 11, предназначенное для установки смотрового окна6, причем средства 4 крепления предусмотрены между внешней поверхностью упомянутого смотрового окна 6 и внутренней поверхностью упомянутого дополнительного установочного отверстия 11, при этом упомянутое дополнительное установочное отверстие 11 имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины 1 и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины 1, так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности 112, служащие упором для стеклянного кольца 4.

Смотровое окно 6/опорная пластина 1 (Фиг. 5): представляет собой герметичное и устойчивое к давлению и осевой нагрузке соединение, которое позволяет прикрепить смотровое окно 6 к опорной пластине 1. При этом рН рабочей среды составляет менее 3.

В этом случае уплотнение тоже получают путем создания вытянутой части, которая подобна описанной выше вытянутой части, а именно - с нужной глубиной и отверстием в верхней части, которое больше отверстия, имеющегося в ее нижней части. На дне вытянутой части размещают стеклянное кольцо 4, поверх которого размещают смотровое окно 6, выполненное из стекла, температура плавления которого выше температуры плавления уплотнительного кольца 4.

Собранный таким образом узел помещают в печь с соответствующей температурой, при этом стекло 4, расплавляясь, заполняет пустоты, и при последующем охлаждении герметично соединяет смотровое стекло 6 с пластиной 1. Данная операция плавления в печи является общей с описанной выше операцией плавления для границы раздела между керамическим корпусом 21 и опорной пластиной 1.

3) Электродный стержень 22/керамический корпус 21 (Фиг. 3): представляет собой герметичное и устойчивое к давлению, осевой нагрузке и кручению соединение металлического электродного стержня 22, размещенного внутри керамического корпуса 21, к самому керамическому корпусу. При этом рН рабочей среды составляет менее 3.

В этом случае механическое соединение и уплотнение между керамическим корпусом 21 и электродным стержнем 22 тоже обеспечивают посредством "вытянутой части" 23, а именно - посадочного места или гнезда, которое выполнено в керамическом корпусе 21 и имеет диаметр отверстия в верхней части больший, чем диаметр отверстия в нижней части, а также с помощью утолщения 221, выполненного способом холодного прессования или другими известными способами на электродном стержне 22.

В этом случае упомянутое утолщение выполняет функцию упорных элементов 221.

Затем электродный стержень 22 помещают внутрь керамического корпуса 21, при этом утолщение 221 или подобный элемент размещается с упором на края нижнего отверстия гнезда 23, выполненного в керамическом корпусе, обеспечивая устойчивость и механическую точность. На электродном стержне 22 размещают стеклянное кольцо 41. Полученное таким способом неполностью готовое изделие помещают в печь с температурой, равной температуре плавления стекла 41. Стекло 41, расплавляясь, заполняет пустоты в посадочном месте 23, и при последующем охлаждении снова становится кристаллическим, обеспечивая механическую прочность, а также устойчивость к давлению, очень кислой среде и кручению электродного стержня 22 относительно керамического корпуса 21.

В этом случае операция плавления в печи предпочтительно выполняется только один раз одновременно с другими операциями плавления. Кроме того, наложение на несущий элемент, окружающий нижнее отверстие гнезда 23, утолщения 221 электродного стержня 22, находящегося в контакте с соответствующим стеклянным кольцом 41, будет полностью предотвращать утечку стекла в сквозное отверстие, выполненное в керамическом корпусе, в которое вставляют электродный стержень 22.

И наконец, в целом важно отметить, что размеры и форма установочных отверстий 11 и гнезд 23 в корпусе также могут отличаться от описанных выше размеров и форм в зависимости от конкретных решаемых задач. Важно, чтобы присутствовали отверстия 11 и гнезда 23, и чтобы диаметр гнезда в верхней части был больше, чем диаметр отверстия в нижней части.

При этом можно изменять форму стеклянного кольца 41 в зависимости от размеров и формы отверстий 11 и гнезд 23.

1. Узел для крепления свечей (2) контроля и/или розжига и смотрового окна (6) для котлов, содержащий опорную пластину (1), свечу (2) и смотровое окно (6), причем опорная пластина (1) имеет по меньшей мере одно установочное отверстие (11), предназначенное для установки свечи (2), причем свеча (2) имеет внешний керамический трубчатый корпус (21), внутри которого размещен электродный стержень (22) контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса (21),

причем упомянутое установочное отверстие (11) имеет такие размеры, что упомянутая свеча (2), когда вставлена, образует зазор между внешней поверхностью трубчатого корпуса (21) свечи (2) и внутренней поверхностью установочного отверстия (11),

причем предусмотрено использование по меньшей мере в упомянутом зазоре средств (4) для крепления и уплотнения упомянутой свечи (2) на упомянутой опорной пластине (1),

причем упомянутые средства (4) крепления и уплотнения выполнены из стеклянного материала (4), который сначала переводят в жидкую или полужидкую фазу, чтобы обеспечить его сцепление механическим путем и/или с использованием химической/физической адгезии с внешней поверхностью упомянутого трубчатого корпуса (21) свечи (2) и внутренней поверхностью упомянутого установочного отверстия (11), и затем его переводят в твердую фазу,

при этом упомянутое установочное отверстие (11) имеет большие размеры на верхней поверхности упомянутой опорной пластины (1) и меньшие размеры на нижней поверхности упомянутой опорной пластины (1), так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности (111), служащие упором для соответствующих упорных элементов (211), предусмотренных на упомянутом керамическом трубчатом корпусе (21),

причем упомянутая опорная пластина (1) имеет по меньшей мере еще одно установочное отверстие (11), предназначенное для установки смотрового окна (6), причем средства (4) крепления предусмотрены между внешней поверхностью упомянутого смотрового окна (6) и внутренней поверхностью упомянутого дополнительного установочного отверстия (11), при этом упомянутое дополнительное установочное отверстие (11) имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины (1) и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины (1), так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности (112), служащие упором для стеклянного кольца (4),

причем упомянутое смотровое окно (6) выполнено из стекла, температура плавления которого выше температуры плавления уплотнительного кольца (4), и размещается поверх упомянутого уплотнительного кольца (4), так что стекло (4) после расплавления заполняет пустоты и при последующем охлаждении герметично соединяет стеклянное смотровое окно (6) с пластиной (1).

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый керамический трубчатый корпус (21) имеет гнездо (23) для размещения в нем упомянутого электродного стержня (22) контроля и/или розжига, причем упомянутые средства (41) крепления предусматриваются между внешней поверхностью упомянутого электродного стержня (22) и внутренними стенками упомянутого гнезда (23) в корпусе (21).

3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые упорные элементы образованы выступающим в радиальном направлении от упомянутого трубчатого корпуса (21) расширением (211).

4. Узел по п. 2, отличающийся тем, что в верхней концевой части (212) трубчатого корпуса (21) упомянутое гнездо (23) имеет коническую и/или цилиндрическую часть, сужающуюся книзу в направлении от упомянутой верхней концевой части (212), так что образует упорные поверхности, служащие упором для соответствующих упорных элементов (221), предусмотренных на упомянутом электродном стержне (22) контроля и/или розжига.

5. Узел по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый стеклянный материал (4) состоит из смеси различных видов стекольной шихты и/или смеси стеклянных материалов, имеющих различные характеристики.

6. Способ крепления свечей контроля и/или розжига и смотрового окна котлов, который предусматривает установку свечи (2) в установочном отверстии (11), предусмотренном в опорной пластине (1), причем свеча (2) содержит внешний керамический трубчатый корпус (21), внутри которого размещен электродный стержень (22) контроля и/или розжига, который выступает из по меньшей мере одной концевой части упомянутого керамического трубчатого корпуса (21), при этом установочное отверстие (11) имеет такие размеры, чтобы образовывать зазор с заранее определенными размерами между внешней поверхностью упомянутого керамического трубчатого корпуса (21) свечи (2) и внутренней поверхностью упомянутого установочного отверстия (11), когда свеча вставлена в упомянутое отверстие (11),

и при этом упомянутое установочное отверстие (11) имеет большие размеры на верхней поверхности упомянутой опорной пластины (1) и меньшие размеры на упомянутой нижней поверхности опорной пластины (1), так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности (111), служащие упором для соответствующих упорных элементов (211), предусмотренных на упомянутом керамическом трубчатом корпусе (21),

а в упомянутом зазоре предусмотрены средства для крепления и уплотнения свечи (2) на упомянутой опорной пластине (1), выполненные из стеклянного материала,

причем данный способ предусматривает следующие этапы:

a) размещение стеклянного материала (4), находящегося в твердой фазе, в упомянутом зазоре;

b) нагревание стеклянного материала (4) до температуры, равной температуре его плавления, так что упомянутый стеклянный материал (4), перейдя в жидкую или полужидкую фазу, сцепляется механическим путем и/или с использованием химической/физической адгезии с внешней поверхностью упомянутого керамического трубчатого корпуса (21) свечи и внутренней поверхностью упомянутого установочного отверстия (11);

c) перевод упомянутого стеклянного материала (4) в твердую фазу для крепления свечи к упомянутой опорной пластине (1) и образования соответствующего уплотнения,

и при этом упомянутый способ предусматривает установку смотрового окна (6) в дополнительном установочном отверстии (11), предусмотренном в упомянутой опорной пластине (1), причем дополнительное установочное отверстие (11) имеет большие размеры на верхней поверхности опорной пластины (1) и меньшие размеры на нижней поверхности опорной пластины (1), так чтобы образовывать на упомянутой нижней поверхности упорные поверхности, служащие упором для стеклянного кольца (4),

причем данный способ дополнительно предусматривает следующие этапы:

d) размещение стеклянного кольца (4) в упомянутом дополнительном отверстии (11);

e) размещение стекла упомянутого смотрового окна (6) поверх упомянутого стеклянного кольца (4) в дополнительном отверстии (11), при этом упомянутое смотровое окно выполнено из стекла, температура плавления которого выше температуры плавления стеклянного кольца (4);

f) нагревание стеклянного кольца (4) до температуры, равной температуре его плавления;

g) перевод упомянутого стеклянного кольца (4) в твердую фазу для крепления стекла упомянутого смотрового окна (6) к упомянутой опорной пластине (1),

причем этапы плавления b) и f) осуществляют одновременно.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый керамический трубчатый корпус (21) имеет гнездо (23) для размещения в нем упомянутого электродного стержня (22) контроля и/или розжига,

причем упомянутый стеклянный материал (41) размещают на верхней концевой части (212) упомянутого керамического трубчатого корпуса (21).