 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Стеклянные трубки - это в основном полые изделия цилиндрической формы. Их особая форма в сочетании с огромным разнообразием типов стекла (например, боросиликатное , кремень , алюмосиликатное , натронная известь, свинец или кварцевое стекло) позволяет использовать стеклянные трубки во многих областях. Например, лабораторная посуда , осветительные приборы, солнечные тепловые системы и фармацевтическая упаковка, чтобы назвать самые крупные. [1]
В прошлом ученые сконструировали собственное лабораторное оборудование до того, как стали повсеместно заменяться стыки матового стекла . Сегодня предпочтение отдается имеющимся в продаже деталям, соединенным стыками из матового стекла; там, где требуется специальная стеклянная посуда, ее изготавливают на заказ с использованием имеющихся в продаже стеклянных трубок специализированными стеклодувами . Например, линия Шленка состоит из двух больших стеклянных трубок, соединенных запорными кранами, и меньших стеклянных трубок, которые затем соединяются с пластиковыми шлангами.
Промышленное значение [ править ]
По сравнению с другими материалами, такими как пластмассы, большое значение имеют цилиндрические полуфабрикаты из стекла. Основные причины - сложность, связанная с трехмерным формованием стекла в целом. Для создания полых предметов из стекла естественным исходным материалом является цилиндрическая форма.
Цилиндрические стеклянные трубки имеют:
• самая низкая площадь поверхности и самый компактный дизайн
• высочайшая механическая стойкость к давлению и ударам
• автоматизация дальнейшей обработки за счет симметрии.[2]
По сравнению с формованной стеклянной посудой процесс вытяжки трубы обеспечивает:
• лучшая оптическая четкость
• более равномерное распределение толщины стенки
• более высокая точность или объем и геометрия в целом
История [ править ]
До 19 века стеклянные трубки производились исключительно методом выдувания из рта, то есть производились периодически из партии или расплава стекла . В 1912 году Э. Даннер (Libbey Glass Company) разработал первый в США процесс непрерывной вытяжки труб, работающий в горизонтальном направлении. В 1918 году он получил патент. В 1929 г. во Франции Л. Санчес-Велло разработал процесс вертикального рисования.
Производственный процесс [ править ]
Стеклянные трубки производятся из различных видов стекла и имеют диаметр от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В большинстве производственных процессов прямо из расплава вытягивается «бесконечно длинная» стеклянная трубка, от которой отрезаются куски длиной примерно 1,5 м после прохождения роликового конвейера до вытяжной машины.
Три общих метода различаются по направлению рисования:
Направление рисования по горизонтали [ править ]
Процесс Даннера [ править ]
В процессе Даннера расплавленное стекло течет из питателя в виде ленты на наклоненный под углом вниз вращающийся керамический полый цилиндр, трубу Даннера. Через полую трубку продувается сжатый воздух, чтобы стеклянная трубка не разрушилась. На конце трубы образуется так называемый рисунок луковицы, из которого стеклянная трубка свободно прогибается по горизонтальной линии вытягивания.
Если скорость вытяжки сохраняется постоянно, увеличение давления обдува приводит к увеличению диаметра и меньшей толщины стенок;
С помощью этого метода можно получить трубы диаметром от 2 до 60 мм:
Велло процесс [ править ]
В процессе Vello стекло проходит через кольцевую щель снизу питателя. Этот паз образован между круглым выходным патрубком питателя и регулируемой по высоте полой иглой (также оправкой). Здесь трубка тоже «накачивается» сжатым воздухом. Стеклянная трубка, которая сначала выходит в вертикальном направлении, затем отклоняется в горизонтальное положение в свободном провисании.
Оправка сопла должна быть отрегулирована эксцентрично относительно сопла для вытяжки, чтобы избежать неравномерной толщины стенок. Таким образом, полученная труба изначально имеет разную толщину стенки, которая уравновешивается после изгиба.
С помощью этого метода можно получить трубы диаметром от 1,5 до 70 мм; Пропускная способность выше, чем при использовании метода Даннера. Кроме того, здесь можно использовать стекла с легколетучими компонентами, такими как бораты (боросиликатное стекло) и оксиды свинца (свинцовое стекло), поскольку температуры на вытяжном сопле ниже, чем в муфеле Даннера.
Без иглы также можно изготавливать стеклянные стержни, при этом диаметр регулируется через сопло, а также скорость вытяжки. Из-за вертикального выхода стекла процессы вытяжки вниз время от времени также указываются под общим термином «Велло», хотя насильственного отклонения в горизонтальное положение нет.
Процессы Danner и Vello используются для производства тонкостенных стеклянных трубок относительно небольшого диаметра с производительностью до 55 тонн в сутки.
Компания SCHOTT Tubing установила мировой рекорд по самой длинной из когда-либо изготовленных непрерывно вытягиваемых стеклянных трубок в виде цельного куска стекла .
Направление рисования вниз (рисование вниз) [ править ]
Метод вытяжки вниз, в принципе, такой же, как метод Велло, хотя здесь стеклянная трубка не отклоняется, а снимается в вертикальном направлении.
Текущий мировой рекорд принадлежит компании SCHOTT Tubing - 460 мм. [3] Достижимая толщина стенки для больших наружных диаметров более 250 мм составляет около 10 мм. Большая толщина стенки до 15 мм возможна только для меньшего внешнего диаметра. Для боросиликатного стекла (35 мм Durchmesser) может быть достигнута скорость вытяжки 0,3 м / мин.
Направление рисования вертикально вверх (вертикальный рисунок) [ править ]
Здесь стеклянная трубка образована не оправкой, а отводится от свободной поверхности ванны. Сопло выступает снизу в вытяжное сопло, через которое воздух вдувается в стеклянную трубку. Насадка также удерживает рисунок луковицы, чтобы он не выдвигался вбок. Поскольку качество и скорость вытяжки, достигаемые в процессе вертикальной вытяжки трубы, относительно низкие, в настоящее время этот процесс практически не имеет практического значения.
Дальнейшие процедуры [ править ]
Стеклянные пробирки очень большого диаметра (от 20 до 100 см), необходимые для предприятий химической промышленности, производятся центрифугированием или продувкой . Однако возможно производство только относительно коротких отрезков труб длиной до одного метра, так называемых трубных дробей.
Изменение [ править ]
Многие стеклянные трубки можно сразу использовать, например, для систем пневмотранспорта, освещения, фотобиореакторов или как архитектурный элемент. Однако модификация стеклянных трубок довольно распространена и незаменима для таких приложений, как лабораторное стекло, фармацевтическая упаковка [4] и герметики для диодов. Здесь стеклянную трубку необходимо, например, разрезать, согнуть или даже преобразовать в другую форму (сравните флакон, шприцы и т. Д.). В основном это делается путем нагревания образца и / или использования инструмента для механической формовки.
Хотя модификация стеклянных трубок больше не является важной лабораторной техникой , многие по-прежнему знакомы с основными методами. Резак стекла используются для разрыва частей стеклянной трубки на более мелкие куски. Свежесрезанные края перед использованием полируются пламенем, чтобы удалить неровности. Стеклянную трубку можно согнуть, равномерно нагревая над пламенем Бунзена до красного тепла . К трубке можно добавить зазубрины , обеспечивающие лучший захват и уплотнение для крепления пластиковых или резиновых трубок. [5]
Приложения [ править ]
Стеклянные трубки производятся не только круглой формы, но и различных других форм, например прямоугольной, треугольной и звездообразной. Стеклянные трубки, стержни и профили могут быть изготовлены из разных видов стекла. Они находят применение на различных рынках, таких как фармацевтика, промышленные и экологические технологии, а также электроника. Стеклянные трубки обрабатываются в:
- измерительные цилиндры
- галогенные лампы
- упаковка фармацевтических препаратов
- флюоресцентные лампы
- фотобиореакторы
- Дизайн интерьера
- Концепции освещения
- презентация продукта
- подсветка
- фотовспышки
- пневматические конвейерные системы
Производители [ править ]
Несколько компаний специализируются на производстве стеклянных трубок из специальных сортов стекла. Благодаря использованию стекла особого типа с особыми свойствами, стеклянные трубки могут использоваться в самых разных областях. Некоторые известные производители стеклянных трубок:
- Компания Four Stars Glass Tube Co., Ltd.
- Нипро Стекло
- Фармацевтическое стекло Corning
- SCHOTT AG
Ссылки [ править ]
- ^ Boltres, B. Когда стекло встречает Pharma, 1. AUFLAGE, ЭЦВ Editio Cantor, 2015, ISBN 978-3871934322
- ^ http://www.ilpi.com/glassblowing/index.html
- ^ http://microsites.schott.com/glasstec2016/english/gtl/glass-tube-record.html
- ^ Свифт, Р. и др., Стеклянные контейнеры для парентеральных продуктов, в фармацевтических лекарственных формах: парентеральные препараты, С. Нема и Дж. Д. Людвиг, редакторы. 2019.
- ^ Турпин, GS Практическая неорганическая химия . Забытые книги. С. 29–32. ISBN 9781440051845.
