Способ соединения стеклянных трубок разного диаметра

 

Союз Советски к

Социалистичесник

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 05. 80 (21) 2930969/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 02. 82.Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09 . 02. 82 (51)М. Кл.

С 03 В 23/207 фкеударетакнный квинтет

СССР

50 далам кзабретеннй и открытий (53) УДК666. 1, .037.4 (088. 8) А.Ц. Вартаньянц, В.Г. Пелезнев, В.И. Боро

H.È. Дедковский и Л.К. Захаров (72) Авторы изобретения

Самостоятельное конструкторско- технологи по проектированию приборов и аппаратов из стекла (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ТРУБОК

РАЗНОГО ДИАМЕТРА

Изобретение относится к промынн1 нности стройматериалов, в частности к стекольному приборостроению, и может быть использовано при изготовлении стеклянной лабораторной аппаратуры, 5 а также различных термометров.

Известен способ впаивания одной в другую стеклянных трубок различного диаметра. В трубку большего диаметра вставляют спираль из трубки меньшего

1О диаметра, так, что последняя находится в контакте с внутренней поверхност ью трубки большего диаметра. Закрывают по одному концу обеих трубок. Сообщают трубке большего диаметра враI5 щение, одновременно нагревая ее кольцевой газовой горелкой и создавая в ней пониженное давление. При этом происходит спаивание обеих трубок (11 .

Для данного способа характерна недостаточная точность геометрических размеров получаемых изделий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ соединения стеклянных трубок разного диаметра, включающий формование на конце стеклянной трубки меньшего диаметра таре. лочки, размещение ее внутри стеклянной трубки большего диаметра, их вра» щение, нагрев места спая, осаживание стекла, пропаивание места спая и сжатие спая по продольной оси. Стеклянную трубку меньшего диаметра с тарелочкой помещают внутрь стеклянной трубки большего диаметра, вращая, нагревают место спая в зоне, равной

5-6-ти толщинам тарелочки, находящейся вне эоны нагрева, а пропаивание спая ведут с подтягиванием тарелочки в зону нагрева с последующим сжатием места спая по продольной оси спаиваемых трубок Ю, Недостатками этого способа являются большие остаточные напряжения, возникающие в месте спая, и разрушающие его, а также большая деформация тарелочки в месте спая. Одной из причин

3 90331 вознйкновения больших остаточных напряжений является небольшая зона нагрева, равная 5-6-ти толщинам тарелочки (почти на границе термоудара}.

Другая причина возникновения больших остаточных напряжений в месте спая

B том, что тарелочка не подготавлива. ется к спайке, горячая стекломасса трубки большего диаметра осаживается на края холодной тарелочки и возмож- 16 но разрушение спая.

Деформация тарелочки в месте спая обусловлена тем, что согласно способу расплавленная стекломасса большей трубки формируется за счет, сжатия мес-t$ ,та спая по продольной оси и облегчае т тарелочку. Простое сжатие места спая уменьшает деформацию большей трубки в месте нагрева, так как расплавленная зона стекла резко сужается. Одна- 20 ко стекломасса, сжатая по продольной оси, выдавливается частично наружу и внутрь трубки большего диаметра, облегая тарелочку, расплавляя ее и образуя наплыв в форме тора по бокам 25 тарелочки.

Образование наплыва сопровождается перетеканием стекломассы от тарелочки к тору под действием сил поверхностного натяжения, что приводит 30 к утоньшению тарелочки в месте спая

Ф образованию отверстий.

Цель изобретения - улучшение качества соединения за счет ликвидации остаточных напряжений и исключения деформации тарелочки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу соединения стеклянных трубок разного диаметра, включающему формование на конце стеклян-. щ ной трубки меньшего диаметра тарелочки, размещение ее внутри стеклянной трубки большего диаметра, их вращение, нагрев места спая, осаживание стекла, пропаивание места спая и сжа- > тие спая по продольной оси, соединяемые трубки закрывают с концов, npo" тивоположных месту спая, нагрев мес- . та спая осуществляют в зоне, равной ди аметру тарелочки,осаживание стекла производят растягиванием места спая,а после сжатия места спая по продольной оси закрытый конец трубки большего диаметра подогревают с последующим прожигом его стенки.

На фиг. 1 показана установка труб" к ки меньшего диаметра в трубке большего диаметра; на фиг. 2 - нагрев и

4 ф осаживание стекла в месте спая за счет растяжки места спая; на фиг. 3пропаивание спая и сжатие его по продольной оси; на фиг. 4 - нагрев закрытого конца трубки большего диаметра; на фиг. 5 - прожиг стенки трубки большего диаметра.

Способ представлен при сборке термоампул медицинских термометров.

Резервуар термометра представляет

:собой трубку большего диаметра 1 с одним закрытым концом, в которую впаивается капиллярная трубка или трубка меньшего диаметра 2 с закрытым концом и тарелочкой 3 на противоположном конце, источник энергии предназначенный для получения спая, и источник энергии 5 - для подогрева закрытого конца трубки большего диаметра 1 и прожига ее стенки.

Стеклянную трубку меньшего диаметра 2 с тарелочкой 3 помещают в . трубку большего диаметра 1 тарелочкой 3 к закрытому ее концу, закрепляют все в патроне и включают вращеwe. На место предполагаемого спая направляют источник энергии 4 и нагревают стекло до пластичного состоя ния, после чего осаживают стекло на тарелочку 3 за счет растяжения места спая с образованием разрежения в полученном замкнутом объеме. После осаживания стекла на тарелочку 3 производят пропаивание спая и сжатие его по продольной оси, ликвидируя этим деформацию трубки большего диаметра 1. Далее производят подогрев закрытого конца трубки большего диаметра 1, что препятствует перетеканию рас. плавленного стекла от-тарелочки 3 к месту спая и образованию наплывов, вызванных операцией сжатия спая по продольной оси. Подогрев благоприятно отражается на равномерном распределении расплавленной стекломассы по внутренней поверхности спая, что достигается выравниванием давления по обе стороны тарелочки 3, так как на предыдущих операциях в замкнутом обьеме получено разрежение. После операции подогрева осуществляют прожиг стен- ки для сохранения полученной формы спая. В противном случае при охлаждении происходит деформация спая, так как стекло еще пластично и внутри существует некоторое разрежение, которое получается в процессе изготовления спая за счет вытеснения воздуха при нагреве.

В результате получается спай без деформации тарелочки и больших остаточных напряжений.

В качестве источника энергии можно использовать любой источник, обеспечивающий необходимую плотность мощности для расплавления стекла в зоне спайки. В данном конкретном случае при сборке термоампул медицинских термометров использованы водородные 0 горелки, питающиеся от электролизера емкостью 2,5 л.

Согласно предложенному способу до« стигается исключение деформации тарелочки, которая является следствием образования наплыва и перетекания стекломассы при спайке. Достигается это подогревом закрытого конца трубки большего диаметра 1. Сохранение полученной формы спая обусловлено 20 прожигом стенки трубки большего диаметра 1.

Уменьшение напряжений после процесса впайки достигается резким увеличением зоны нагрева (зона нагрева равна диаметру тарелочки, при сборке термоампул медтермометров это составпяет 3,2-3,5 мм), что приводит к бопее плавному подъему температуры стекпа. Одновременно расширение зоны на- 30 грева до размеров диаметра тарелочки позволяет практически использовать любой источник энергии, что согласно известному способу затруднительно при малых диаметрах спаиваемых трубок (начиная с 5 мм), так как необходимую плотность мощности в зоне пайки могли обеспечить только лазеры.

Кроме того, уменьшение напряжения после впайки достигается за счет RQ 40 мещения тарелочки сразу в зону впайки, где она прогревается, и стекло.масса трубки большего диаметра уже осаживается за счет растяжки не на холодную тарелочку, а на горячую, т.е, ппроисходит резкое уменьшение температурного перепада в зоне спайки.

Способ позволяет исключить дополнительную операцию в процессе сборки термоампул медтермометров - обрезку шпица, снизить стоимость операции впайки за счет использования более дешевых источников энергии, чем лазеры, уменьшить остаточное напряжение, т.е. количество брака, улучшить условия труда.

Формула изобретения

Способ соединенйя стеклянных трубок разного диаметра, включающий формование на конце стеклянной трубки меньшего диаметра тарелочки, размещение ее внутри стеклянной трубки большего диаметра, их вращение, нагрев места спая, осаживание стекла, пропаивание места спая и сжатие спая по продольной оси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества соединения за счет ликвидации остаточных напряжений и исключения деформации тарелочки, соединяемые трубки закрывают с концов, противоположных месту спая, нагрев места спая осуществляют в зоне, равной диаметру тарелочки, осаживание стекла производят растягиванием места спая, а после сжатия места спая по продоль ной оси закрытый конец трубки большего диаметра подогревают с последующим прожигом его стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИА NÃ 3837830 кп. Ы- 4. 1974..

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 578271I, кл. C 03 В 23/20, 1976.

903314

Составитель Т. Парамонова

Редактор Л. Плисак Техред М.Тепер Корректор C. Яекмар

Заказ 7/3 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035 Москва И-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ysl. Проектная, 4