DE1114332B

DE1114332B - Verfahren zum Anbringen von Anzeige- oder Sichtfenstern in einem Querdurchbruch eines in eine Rohrleitung eingeschalteten metallischen Verbindungsstueckes

Info

Publication number: DE1114332B
Application number: DEC15374A
Authority: DE
Inventors: William Douglas Bailey
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1956-08-30
Filing date: 1957-08-24
Publication date: 1961-09-28
Also published as: BE560422A; US2946156A; GB816975A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbringen von Anzeige- oder Sichtfenstern in einem Querdurchbruch eines in eine Rohrleitung eingeschalteten metallischen Verbindungsstückes in Gestalt von sich gegenüberliegenden, die Enden des Querdurchbruches abschließenden Gläsern, die ohne zusätzliche Mittel direkt in die sie umgebende metallische Wandfläche eingedichtet sind.

Die in Kühlanlagen verwendeten Kühlmittel arbeiten unter hohem Druck und besitzen gewöhnlich einen niedrigen Dampfdruck, um sie für Kühlzwecke verwenden zu können.

Bei solchen Anlagen muß eine Anzeige der Anwesenheit der Flüssigkeit im Kühlmittelkreislauf und damit der richtigen Betriebsweise des Systems vorhanden sein. Man verwendet also in den Leitungen Sichtgläser, die so in der Leitung eingedichtet sein müssen, daß sie dem hohen Druck widerstehen können. Außerdem muß die Abdichtung so fest sein, daß weder Flüssigkeit noch Dampf austreten kann und keine Beschädigung bei wesentlichen Temperaturänderungen auftreten.

Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art sind verhältnismäßig teuer, in ihrem Aufbau kompliziert und verwenden gewöhnlich ein Glasrohr, das an seinen Enden jeweils in ein Rohrverbindungsstück unter Zuhilfenahme einer Dichtung eingesetzt und von einem die Verbindungsstücke überbrückenden Metallmantel umgeben ist. Der Mantel weist gegenüberliegende Fenster auf, durch die das Rohr beobachtet werden kann. Diese Vorrichtungen werden im Betrieb jedoch sehr leicht leck, da die Abdichtung um die Dichtungen herum oder durch Zerstörung der Dichtungen nachläßt oder das Glasrohr unter thermischen oder mechanischen Schlägen oder durch Verdrehen beim Einsetzen oder Auswechseln bricht, da der Metallmantel das Rohr gegen solche Kräfte nicht ausreichend zu schützen vermag.

Die Nachteile dieser bekannten Anordnungen lassen sich zum Teil vermeiden, wenn man gemäß einem weiteren, zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag in die Flüssigkeitsleitung ein Metallverbindungsstück einsetzt, das einen durch Glaslinsen abgeschlossenen, kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Querkanal besitzt. Aber auch hierbei bereitet das Einsetzen der Linsen erhebliche Schwierigkeiten, da diese entweder in die in den Außenenden des Querkanals als solche eingelassenen Fassungen eingesetzt werden müssen oder aber das Verbindungsstück selbst aus einem Metall, welches den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das die Linse bildende Glas besitzt, bestehen muß.

Verfahren zum Anbringen von Anzeigeoder Sichtfenstern in einem Querdurchbruch eines in eine Rohrleitung eingeschalteten metallischen Verbindungsstückes

Anmelder:

Corning Glass Works,

Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 30. August 1956 (Nr. 607 190)

William Douglas Bailey, Corning, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Die Linsen des Metallverbindungsstückes, auf welches sich die Erfindung bezieht, schließen den Querkanal derart ab, daß eine dieser Linsen ein klares Fenster bildet, welches auf seiner Außenfläche eine bestimmte Bezeichnung, beispielsweise »VOLL« trägt. Die andere Linse besitzt eine diffundierende oder das Bild zerstörende innere Oberfläche und kann im einfachsten Fall aus einem Fenster mit gerillter oder gerasteter Innenfläche bestehen, um den Durchblick verschwimmen zu lassen, wenn die Leitung, in die das Anzeigegerät eingebaut ist, leer ist. In jedem Fall macht diese Linse beim Fehlen der Flüssigkeit im Verbindungsstück die Anzeige unsichtbar.

Die Flüssigkeit im Verbindungsstück dient zur optischen Vereinigung der Linsen zu einem einzigen durchgehenden Fenster, das unabhängig von den Eigenschaften der Innenfläche ist, so daß die »VOLL«-Bezeichnung sichtbar wird.

Die Erfindung ermöglicht das Einsetzen der die Enden des Querdurchbruches abschließenden Gläser ohne zusätzliche Mittel direkt in die sie umgebende metallische Wandfläche, derart, daß zunächst das eine Ende des Querdurchbruches durch Auflegen des Verbindungsstückes auf eine dessen an den Durchbruch angrenzenden Bereich tragende Fläche geschlossen,

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hierauf in das derart geschlossene Ende des Durchbruches ein Glaskörper, dessen Schmelztemperatur niedriger ist als die des Werkstoffes des Verbindungsstückes, eingelegt und nunmehr die unterstützte Fläche, das Verbindungsstück und der Glaskörper bis zum Zusammenschmelzen des Glaskörpers zu einem Körper geschmolzen werden, der nach Abkühlung das eine, seitlich durch die umgebenden Innenwandungen des Durchbruches abgeschlossene Fenster bildet, worauf das Verbindungsstück auf eine unterhalb des Spannungspunktes des Glases liegende Temperatur abgekühlt wird. Hieran anschließend wird in das andere Ende des Querdurchbruches ein Körper aus vergleichsweise weichem Glas eingesetzt und bei einer Temperatur, bei der die bereits vorhandene Linse noch fest bleibt, zu einem linsenförmigen Element geschmolzen.

In weiterer Ausbildung des seinem Grundgedanken nach vorstehend gekennzeichneten Verfahrens gemäß der Erfindung wird der zu schmelzende erste Glaskörper in noch plastischem Zustand in die gewünschte Form gepreßt.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß zwischen die Unterstützungsflächen und den ersten Glaskörper ein dünnes Plättchen aus einem Glas von etwas niedrigerem Wärmeausdehnungskoeffizienten eingesetzt wird, welches sich über die Kanten des Durchbruches hinaus erstreckt und sich beim Schmelzen mit dem das Fenster bildenden Glas verbindet und dieses verkleidet, worauf die außenseitig der Kante des Durchbruches befindlichen Teile des Plättchens durch Abbrechen derselben als Folge der beim Abkühlen des Verbindungskörpers bis auf unterhalb der Spannungspunkttemperatur des Glases, aus dem das Fenster besteht, erzeugten Spannung entfernt werden. Dazu weist das Stützplättchen einen ewas in den Querdurchbruch hineinragenden Teil auf. Das Verschmelzen des Glaskörpers mit den Wandungen des Glaskörpers erfolgt vorzugsweise über eine zwischengeschaltete Emaillefritte.

Die Schlagfestigkeit und die Abriebfestigkeit der Außenfläche der Linse lassen sich verbessern, indem man sie mit dünnen Schichten aus Glas mit niedrigerem Ausdehnungskoeffizienten als dem der Linsen plattiert oder ummantelt. Vorzugsweise vereinigt man zu diesem Zweck dünne Schichten von etwa 0,05 mm Stärke aus geeigneten Glaszusammensetzungen mit den Linsen im Zuge ihrer Bildung, wobei die Dicke der Schichten jedoch nicht kritisch ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Metallteil eines erfindungsgemäßen, auf einem Auflager auf einer Glimmer- oder Glasschicht ruhenden Verbindungsstückes mit einem einzudichtenden Glaskörper im unteren Ende seines Querdurchbruches,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit dem geschmolzenen Glaskörper und einem darüber im Schnitt angedeuteten Stempel,

Fig. 3 eine gegenüber der Fig. 2 um 180° gedrehte Ansicht des erfindungsgemäßen Verbindungsstückes mit der nunmehr oben befindlichen fertiggepreßten Linse und einem in die gegenüberliegende Öffnung des Querdurchbruches eingelegten Glaskörper,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht zur Darstellung des Verbindungsstückes nach dem Schmelzen des zweiten Glaskörpers zur Herstellung einer Linse in der durch ihn verschlossenen Öffnung, Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit teilweise im Schnitt gezeichneter Auflage, die einen vorstehenden Teil von im wesentlichen dem Durchmesser des Durchbruches aufweist, welcher in das untere Ende des Durchbruches hineingreift und eine dünne kreisförmige Platte aus Glimmer oder Glas trägt,

ίο Fig. 6 eine Rückansicht eines Teiles des fertigen erfindungsgemäßen Verbindungsstückes,

Fig. 7 und 8 Vorderansichten des Verbindungsstückes bei leerer bzw. voller Leitung.
In den Zeichnungen ist mit 11 ein Metallverbindungsstück, beispielsweise aus Messing, bezeichnet, welches mit Innen- bzw. Außengewinde versehene Enden 12 und 13 und einen Durchbruch 14 mit gegenüberliegenden Seitenöffnungen aufweist.

Die von der Wandung IS umgebene Öffnung wird durch eine gepreßte plankonvexe Linse 23 (Fig. 3 und 4) verschlossen, während die von der Wandung 16 begrenzte Öffnung durch eine plankonkave Linse 24 mit auf der Rückseite angebrachter Bezeichnung »Voll« abgeschlossen ist (vgl. auch Fig. 6).

Bei der Herstenung der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 5 werden die mit den Linsen zu bestückenden Verbindungsstück-Wandflächen 15 und 16 mit Glasfritteüberzügen 17 und 18 versehen. Nach dem Trocknen dieser Überzüge wird das Verbindungsstück auf erne feuerfeste Auflage 20 aufgesetzt, wobei zwischen Auflage und Verbindungsstück nach Fig. 1 eine dünne Schicht 19 aus Glimmer oder Glas eingelegt wird. Dann wird ein Hartglaskörper 21 auf die Schicht 19 aufgelegt und die Anordnung erhitzt, bis der Hartglaskörper in den Schmelzfluß 22 (Fig. 2) übergeht. Darauf drückt man auf diesen Körper 22 den Stempel 30 und preßt dadurch die Linse 23 aus.

Dann wird eine dünne Schicht 25 aus Glimmer

oder Glas auf die Auflage 20 aufgelegt und ein Weichglaskörper 26 daraufgelegt. Nunmehr wird das Verbindungsstück, wie aus Fig. 3 ersichtlich, aufgesetzt und so weit erhitzt, daß der Glaskörper 26 in die plankonkave Linse 24 nach Fig. 4 schmilzt.
Verwendet man bei den vorhergehend beschriebenen Arbeitsgängen Glimmer, dann dient dieser nur als Trennsubstanz, wobei die Notwendigkeit seiner Anwendung von den Eigenschaften und der Oberflächenbeschaffenheit der verfügbaren Auflage 20 abhängt.

so Sollen die Linsen mit einem Glas ummantelt werden, dann verwendet man an Stelle von Glimmer Glasplättchen. Die Glasplättchen haften nicht an der Auflage, da die Formtemperatur der Linsen etwas unterhalb der Schmelztemperatur dieser Plättchen liegt. Diese Temperaturen sind jedoch einander so benachbart, daß eine unsichtbare Vereinigung zwischen den Schichten und dem Schmelzglas erfolgt.

Sind die Linsen mit den Glasschichten ummantelt, dann kühlt das den Durchlaß einrahmende überschüssige Glas der Schichten mit größerer Geschwindigkeit ab als der mit den Linsen vereinigte Teil. Dadurch entstehen thermische Spannungen in diesem überschüssigen Glas, so daß es an den Randbereichen der Linsen springt.

In einigen Fällen werden die Linsen zweckmäßig mit ihrer Außenfläche etwas in den Durchbruch versenkt. Man verwendet dazu zweckmäßig eine Auflage 50 (Fig. 5) mit einem etwas erhabenen Bereich

Claims

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51, der in den Durchbruch eindringt. Eine kreisför- Verbindungsstückes in Gestalt von sich gegenmige Glas- oder Glimmerschicht 52 vom Durchmesser überliegenden, die Enden des Querdurchbruches des Durchbruches wird auf den vorstehenden Bereich abschließenden Gläsern, die ohne zusätzliche 51 der Auflage 50 eingesetzt und dann das Verfahren Mittel direkt in die sie umgebende metallische in der bereits erläuterten Weise durchgeführt. 5 Wandfläche eingedichtet sind, dadurch gekenn-Nach Abkühlung des Verbindungsstückes unter zeichnet, daß zunächst das eine Ende des Querdie Temperatur des weichsten Glases wird es von der durchbruches (14) durch Auflegen des Verbin-Auflage abgenommen und ein Muster, beispielsweise dungsstückes auf eine dessen an den Durchbruch mit dem Wort »Voll«, von rückwärts auf die Außen- angrenzendenBereich tragende Fläche geschlossen, fläche der Linse 24 aufgesetzt und derart das Verbin- io hierauf in das derart geschlossene Ende des dungsstück fertiggestellt. Durchbruches ein Glaskörper (21), dessen Es sind eine Vielzahl von Glaszusammensetzungen Schmelztemperatur niedriger ist als die des Werkfür das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar. Sie stoffes des Verbindungsstückes, eingelegt und müssen nur ausreichend erweichen und eine herme- nunmehr die unterstützte Fläche, das Verbintische Abdichtung bei Temperaturen liefern, bei wel- 15 dungsstück und der Glaskörper bis zum Zusamchen das Metallverbindungsstück nicht beschädigt menschmelzen des Glaskörpers zu einem Körper wird. Außerdem muß die eine Glassorte wesentlich (22) geschmolzen werden, der nach Abkühlung weicher als die andere Glassorte sein. Die dünnen das eine seitlich durch die umgebenden Innen-Glasschichten müssen in jedem Falle natürlich etwas wandungen des Durchbruches abgeschlossene geringere Ausdehnungskoeffizienten aufweisen als das 20 Fenster bildet, worauf das Verbindungsstück auf benachbarte Linsenglas. eine unterhalb des Spannungspunktes des Glases Eine Hartglaszusammensetzung ist beispielsweise liegende Temperatur abgekühlt wird, und anfolgende: schließend in das andere Ende des Querdurch-Si O 40 % braches (14) ein Körper (26) aus vergleichsweise O 50% ^a5 weichem Glas eingesetzt und bei einer Tempera-

. 6,3 % ^tur' bei der die bereits vorhandene Linse (23)

Na. O 27% noch fest bleibt, zu einem linsenförmigen Element

Li O je/o (24) geschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

Eine geeignete Weichglaszusammensetzung ist bei- 30 kennzeichnet, daß der zu schmelzende erste Glasspielsweise folgende: körper in noch plastischem Zustand in die ge-

O₀, wünschte Form (23) gepreßt wird.

O 750/
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

g O 11 ο/ kennzeichnet, daß zwischen die Unterstützungs-

^l Q 11 ο / 35 fläche und den ersten Glaskörper (21) ein dünnes

^{2 s} Plättchen (19) aus einem Glas von etwas niedri-

Die Fritteüberzüge 17 und 18 bestehen Vorzugs- gerem Wärmeausdehnungskoeffizienten eingesetzt weise aus gleichen Volumteilen der Linsengläser, die wird, welches sich über die Kanten des Durchpulverisiert und mit einem Träger, beispielsweise braches hinaus erstreckt und sich beim Schmel-Nitrozellulose, gemischt sind, von der 23 g in 100 ml 40 zen mit dem das Fenster bildenden Glas verbindet Amylazetat gelöst sind. und dieses verkleidet, worauf die außenseitig der Für die oben bezeichneten Zusammensetzungen Kante des Durchbruches befindlichen Teile des geeignete Überzugsglasschichten setzen sich beispiels- Plättchens durch Abbrechen derselben als Folge weise wie folgt zusammen: _ der beim Abkühlen des Verbindungskörpers bis gjQ OQ₀/ 45 auf unterhalb der Spannungspunkttemperatur des

DQ^ä .j - <-* Glases, aus dem das Fenster besteht, erzeugten

2^² _a A 4'5«/ Spannungen entfernt werden.

^i ²Q 20/ °
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

^ ³ ° gekennzeichnet, daß das Stützplättchen einen

^und 50 etwas in den Querdurchbruch hineinragenden Teil

SiO₂ 65% aufweist.

BO 8%
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

Na Ö 7% gekennzeichnet, daß das Verschmelzen des Glas-

K₁ O 70/0 körpers (21) mit den Wandungen des Querdurch-

Al₂O₃ 2% 55 braches über eine zwischengeschaltete Emaille-

ZnO 7% fritte erfolgt.

TiO₂ 4%

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 728 635, 927 096;

PATENTANSPRÜCHE: _6o USA.-Patentschriften Nr. 2 624 308, 2 655 124,
1. Verfahren zum Anbringen von Anzeige- oder 2 744 487;

Sichtfenstern in einem Querdurchbrach eines in deutsche Patentanmeldung B 10005 IVc/32b (beeine Rohrleitung eingeschalteten metallischen kanntgemacht am 15. 11. 1951).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen