DE9003394U1 - Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume - Google Patents
Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter RäumeInfo
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Description
G11649Gb
Herberts Industrieglas GmbH & Co. KG
Gewerbeschulstraße 72, 0-5600 Wuppertal 2
Gewerbeschulstraße 72, 0-5600 Wuppertal 2
Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und
druckfest gekapselter Räume in Anlagen, beispielsweise im Inneren von Reaktoren, Apparaten, Behältern oder Rohrleitungen. Diese
Vorrichtung weist einen aus Stahl wie einem ein geringes Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten aufweisenden Edelstahl
bestehenden ringförmigen Rahmen und einen in diesem Rahmen angeordneten durchsichtigen Einsatz auf, der beispielsweise aus Glas
besteht, das vorzugsweise ein ähnliches oder ein noch geringeres Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten wie das Material des
Rahmens hat.
Es ist bekannt (DE-GM 82 17 490.2), zum Beobachten von gekapselten
elektrischen Schaltern in ein Gewindeloch der Kapselung des Schalters einen Einsatz einzuschrauben, der einen Rahmen aus
normalem Edelstahl aufweist, in den als durchsichtiger Bestandteil Natronsilikat-Glas eingeschmolzen ist. Der aus üblichem Edelstahl
bestehende Rahmen dieser bekannten Vorrichtung hat ein verhältnismäßig großes Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten,
das wesentlich größer als das von Natronsilikat-Glas ist, so daß
diese Vorrichtung nicht für Anwendungen geeignet ist, bei denen in den zu beobachtenden Räumen verhältnismäßig hohe Temperaturen
und/oder Drücke herrschen, weil bei hohen Temperaturen der von dem Metallrahmen auf das in ihm angeordnete Glas ausgeübte Druck abnimmt
und dadurch die Verbindung zwischen Rahmen und Glaseinsatz
beeinträchtigt wird.
Bei Reaktoren ist es bekannt, vor Beobachtungsöffnungen Schauglas-Platten
zu befestigen, die zwischen einer am Reaktorgehäuse angeordneten, die Beobachtungsöffnung umgebenden Fassung aus Metall
und einem aufsetzbaren und festschraubbaren Klemmring, ebenfalls aus Metall, auswechselbar angebracht sind.
^ Auch diese bekannten Schauglas-Platten bestehen aus verhältnismäßig
einfachem Glas wie Natronsilikat-Glas, das von Säuren und anderen chemischen Substanzen wie Natronlauge leicht angegriffen wird.
Chemisch beständig ist hingegen Borosilikat-Glas.
Damit derartige Schauglas-Platten unter Einfluß von im Inneren des
Reaktors herrschenden hohen Drücken wie 10 bar und höher nicht
unzulässig stark durchgebogen werden können und sogar bersten können, werden diese Schauglas-Platten vor Verwendung an der
-^q Oberfläche derart behandelt und thermisch vorgespannt, daß im
Bereich der Glasoberfläche eine die zu erwartende Durchbiegung kompensierende Vorspannung vorhanden ist. Derartige Schauglas-Platten
sind daher gegen mechanische äußere Einwirkungen sehr empfindlich. Durch Aufschlagen harter Gegenstände bzw. durch
ic Aufschlagen auf harte Gegenstände bersten thermisch vorgespannte
Glaser schlagartig durch und durch. Insbesondere im Randbereich, wo
derartige Schauglas-Platten eingespannt werden, können durch den Klemmdruck solche Schaden hervorgerufen werden.
Um diese Nachteile zu beheben, ist eine Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung vorgeschlagen und mit Erfolg benutzt worden (DE-GM 88 13 504.7), bei der der Rahmen aus einem ein geringes
Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten aufweisenden Edelstahl besteht, der einen durchsichtigen Einsatz aus in ihn
eingeschmolzenem Glas enthält, das ein ähnliches oder noch ein geringeres Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten wie der
Edelstahl des Rahmens hat. Die Kontaktfläche zwischen Rahmen und Glas-Einsatz ist hierbei zylinderförmig bzw. kreisrund, so daß der
Glas-Einsatz mit einer mehr oder weniger glatten Oberfläche des ihn
OQ umgebenden Rahmens in Verbindung steht. Im allgemeinen, insbesondere
wenn das Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten des Glases und des Materials des Rahmens sehr ähnlich oder nahezu gleich sind, ist
die Verbindung zwischen dem in den Rahmen eingeschmolzenen Glas und dem Metall des Rahmens ausreichend, um höheren Drücken und höheren
cc Temperaturen sicher standzuhalten. Eine Vorrichtung dieser Art, bei
der besonderes Augenmerk auf die Materialeigenschaften des Glases und des den Rahmen bildenden Edelstahls gelegt wird, hat sich
deshalb in der Praxis auch sehr gut bewährt.
Die Verbindung zwischen Glas und Rahmen ist äußerst zuverlässig und
dauerhaft. Auch besteht nicht die Gefahr, daß das Glas im normalen Betrieb oberflächlich absplittern oder an den Kanten ausbrechen
c kann.
In Fällen, in denen jedoch keine so hochwertigen und aufeinander abgestimmten Materialien verwendet werden können oder sollen, d. h.
wenn das Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten des Glasmaterials
2Q und des Materials des Rahmens deutlich voneinander abweichen, ist
eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen dem Glas-Einsatz und dem aus Metall bestehenden Rahmen nicht immer gewährleistet. Es ist
jedoch wünschenswert, nicht zuletzt auch aus Kostengründen, auch weniger hochwertige und in ihrem Wärmeschrumpf- und
2^ Wärmedehnungsverhalten nicht eng aneinander angepaßte Materialien
für den Rahmen und den Glas-Einsatz verwenden zu können, ohne die Gefahr in Kauf nehmen zu müssen, daß der Glas-Einsatz absplittert
oder an den Kanten ausbricht oder sich gar ganz vom Rahmen unter
Betriebsbedingungen ablöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume zu schaffen, in denen erhöhte Drücke und/oder Temperaturen herrschen, bei der in
einfacher Weise die Verbindung zwischen dem aus Glas bestehenden Einsatz und dem aus Metall wie Edelstahl bestehenden Rahmen
verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst,
welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte OQ Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, zwischen dem Glas-Einsatz
und dem aus Metall wie Edelstahl bestehenden Rahmen der Vorrichtung
eine Übergangsschicht oder Verbindungsschicht vorzusehen, welche die
Qc Verbindung zwischen Glas und Metall verbessert, so daß das Glas
nicht unmittelbar mit dem Matall verbunden zu werden braucht. Die Verbindung sowohl zwischen der Emaille-Zwischenschicht und dem
vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Rahmen als auch zwischen dem
Glas-Einsatz und der Emaille-Zwischenschicht ist überraschend gut
und dauerhaft, so daß auch dann, wenn für den Rahmen und den Einsatz
Materialien verwendet werden, deren Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten nicht eng aneinander angepaßt sind, eine
feste und dauerhafte Verbindung zwischen diesen beiden Teilen der Vorrichtung gewährleistet ist und die Gefahr von Ausbrüchen,
Absplitterungen oder gar eines ganzen Lösens des Glas-Einsatzes noch
weiter verringert ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird hergestellt, indem man
zunächst den aus Edelstahl bestehenden Rahmen herstellt, der vorzugsweise kreisscheibenförmig ist, jedoch auch jede andere
Konfiguration aufweisen kann. Danach wird auf die Innenseite der
Innenfläche dieses Rahmens eine Emaille-Schicht durch Wärmebehandlung aufgebracht, welche sozusagen in das Metall des
Rahmens einschmilzt. Danach wird in den so vorbereiteten Rahmen Glas
in Form homogener Glaslinsen eingeschmolzen und zu diesem Zweck auf
Temperaturen in der Größenordnung von 1100 bis 1200 ° C erhitzt. Bei
derartigen Temperaturen schmilzt das Glas und geht dabei mit der Oberfläche der Emaille-Schicht eine innige und dauerhafte Verbindung
ein. Das Glas wird also sozusagen in die Oberfläche der Emaille-Schicht
eingeschmolzen, so wie die Emaille-Schicht zuvor in die Innenfläche des Metall-Rahmens eingeschmolzen worden ist. Die
Emaille-Schicht bildet beim fertigen Produkt also eine Übergangsoder Verbindungs-Schicht zwischen Glas und Rahmen.
Nach einem gsteuerten Abkühlen der Vorrichtung nach dem Eingießen
bzw. Einschmelzen des Glases erfolgt eine Oberflächenbehandlung durch Läppen mit Ceroxid, um eine einheitliche glatte Oberfläche auf
beiden Seiten zu erhalten, bei der sich keine Übergänge zwischen dem
Glas-Einsatz und dem Rahmen ergeben, auch nicht im Bereich der Zischenschicht aus Emaille.
Die Emaille-Schicht schafft eine gute Verbindung zwischen dem aus Glas bestehenden Einsatz und dem aus Metall wie Edelstahl
bestehenden Rahmen, und zwar unabhängig davon, wie die aufeinandertreffenden Flächen des Einsatzes und des Rahmens
gestaltet sind. Diese Flächen können also zylindrisch ausgebildet sein, jedoch sind auch andere geometrische Formen wie konkave oder
konvexe Querschnittsformen beliebiger Art denkbar.
Obwohl die Emaille-Schicht eine harte und dauerhafte Schicht ist, kann sie sozusagen als eine Art Puffer betrachtet werden, d. h. sie
gleicht unterschiedliche Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten
der beiden Hauptkomponenten der Vorrichtung in überraschend
IQ einfacher und sicherer Weise aus.
Vorzugsweise hat die Emaille-Zwischenschicht eine Dicke im Bereich
von etwa 0,01 bis etwa 0,50 mm.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine schaubildliche und teilweise geschnittene Ansicht
dieser Vorrichtung und
dieser Vorrichtung und
Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung in gegenüber Fig. 1
vergrößertem Maßstab.
vergrößertem Maßstab.
Die Vorrichtung besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus
einer im Grundriß kreisförmigen Scheibe (1), die eine äußeren ringförmigen Rahmen (2) aus Edelstahl und einen inneren Einsatz (3)
aus durchsichtigem Material wie Glas aufweist. Der Einsatz (3) ist
innerhalb des ringförmigen Rahmens (2) erzeugt worden, nämlich indem in den Freiraum eingeschüttetes schüttfähiges Glas an Ort und Stelle
geschmolzen wurde.
Zwischen dem Einsatz (3) und dem ringförmigen Rahmen (2) ist eine Schicht (6) aus Emaille vorgesehen, die einen Übergang zwischen dem
Einsatz und dem Rahmen bildet und diese Teile miteinander dauerhaft und so verbindet, daß dieselben unter Wärme- und Druckeinflüssen
sich ungehindert voneinander verändern bzw. schrumpfen und dehnen können, ohne daß es zu Ablöseerscheinungen oder gar Beschädigungen
der beiden Hauptkomponenten, insbesondere des Glases, kommen könnte,
selbst wenn weniger hochwertige Materialien verarbeitet werden. Es ist deshalb auch nicht unbedingt erforderlich, hochwertiges Glas wie
Borosilikat-Glas und einen Edelstahl einzusetzen, der ein äußerst
geringes Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten aufweist.
Die aus Emaille bestehende Übergangs- und Verbindungs-Schicht (6) ist in der Zeichnung aus Gründen der besseren Erkennbarkeit
übermäßig dick dargestellt. Tatsächlich ist diese Schicht (6) jedoch
im Vergleich zu den Hauptteilen der Vorrichtung, nämlich dem Rahmen
(2) und dem Einsatz (3), sehr dünn und in der Praxis im Querschnitt
kaum sichtbar.
Die Oberflächen (4) und (5) der Scheibe (1) sind ohne Unterbrechung
durchgehend glatt geschliffen und poliert, so daß die unterschiedlichen Materialien des Rahmens (2) der Schicht (6) und
des Einsatzes (3) keine Absätze oder Unterbrechungen der Oberfläche
bilden.
Das verwendete Email kann gewöhnliches Grundemail mit Cobaltoxid und/oder Nickeloxid als Haftoxid oder Hochtemperatur-Grundemail mit
Zusatz von Cobaltoxid, Nickeloxid und/oder Chromoxid sein.
G/ck
Es ist eine Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume in Anlagen, beispielsweise im Inneren von
Reaktoren, Apparaten, Behältern oder Rohrleitungen offenbart, die einen aus Stahl bestehenden Rahmen und in diesem Rahmen einen
durchsichtigen Einsatz aus Glas aufweist. Zwischen dem Rahmen und dem Einsatz ist eine Verbindungs- oder Übergangs-Schicht aus
Emaille vorgesehen.
G/ck
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume in Anlagen, beispielsweise im Inneren von Reaktoren,
Apparaten, Behältern oder Rohrleitungen, mit einem aus Stahl, wie einem ein geringes Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten
2Q aufweisenden Edelstahl, bestehenden, beispielsweise ringförmigen
Rahmen und mit einem in diesem Rahmen angeordneten durchsichtigen Einsatz, der beispielsweise aus Glas besteht, das vorzugsweise
ein ähnliches oder ein noch geringeres Wärmeschrumpf- und Wärmedehnungsverhalten
wie Material des Rahmens hat, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rahmen (2) und dem Einsatz (3) eine Verbindungsoder Übergangs-Schicht (6) aus Emaille vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
2Q Emaille-Schicht (6) in die Innenwand des Rahmens (2) eingebrannt
und eingeschmolzen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Glas des Einsatzes (3) in die Oberfläche der Emaille-Schicht
(6) eingeschmolzen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emaille-Schicht (6) etwa von 0,01 bis
0,50 mm dick ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Emaille-Schicht (6) aus gewöhnlichem Grundemail mit Cobaltoxid und/oder Nickeloxid als Haftoxid ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emaille-Schicht (6) aus Hochtemperatur-Email
mit Zusatz von Cobaltoxid, Nickeloxid und/oder Chromoxid ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9003394U DE9003394U1 (de) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE9003394U DE9003394U1 (de) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume |
Publications (1)
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|---|---|
| DE9003394U1 true DE9003394U1 (de) | 1990-06-28 |
Family
ID=6852263
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| DE9003394U Expired - Lifetime DE9003394U1 (de) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | Vorrichtung zum Beobachten gasdicht und druckfest gekapselter Räume |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9003394U1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002100795A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-19 | Raytheon Company | Lid with window hermetically sealed to frame, and a method of making it |
| US6908026B2 (en) | 2001-11-06 | 2005-06-21 | Raytheon Company | Method and apparatus for making a lid with an optically transmissive window |
| US6988338B1 (en) | 2002-10-10 | 2006-01-24 | Raytheon Company | Lid with a thermally protected window |
| DE102012106273A1 (de) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | Helmut Längerer | Verfahren zum Herstellen einer hochvakuumdichten Verbindung |
-
1990
- 1990-03-23 DE DE9003394U patent/DE9003394U1/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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