ES2236577T3 - Procedimiento para la fabricacion de un cierre de un espacio hueco de un tubo de vidrio. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de un cierre de un espacio hueco de un tubo de vidrio.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un cierre de un espacio hueco (12) de un tubo de vidrio (10), en el que en el espacio hueco (12) se encuentran substancias de relleno que están a una presión más elevada que la presión atmosférica, caracterizado porque el tubo de vidrio (10) es dispuesto en un espacio de trabajo (30), en el que se genera una presión más elevada con respecto a la presión que predomina en el espacio hueco (12) y porque en el espacio de trabajo (30) está dispuesta una instalación de calefacción (50), que rodea el tubo de vidrio (10) en una sección (16) que se conecta a menos sobre un lado en el espacio hueco (12) y se funde por medio de la sección (16) y se comprime en el estado fundido a través de la presión que predomina en el espacio de trabajo (30), de manera que el espacio hueco (12) se cierra al menos sobre un lado.
Description
Procedimiento para la fabricación de un cierre de
un espacio hueco de un tubo de vidrio.
La invención parte de un procedimiento para la
fabricación de un cierre de un espacio hueco de un tubo de vidrio
del tipo de la reivindicación 1.
Un procedimiento de este tipo se aplica, por
ejemplo, en la fabricación de un tubo de vidrio que sirve como
quemador para una lámpara de descarga. En el espacio hueco se
encuentran en este caso substancias de relleno, entre otras cosas
al menos una substancia de relleno en forma de gas, bajo una presión
más elevada que la presión atmosférica. Para conseguir a la presión
necesaria de la substancia de relleno en forma de gas, que se
encuentra en el espacio hueco, un cierre del espacio hueco, se
refrigera fuertemente la substancia de relleno en forma de gas por
medio de nitrógeno líquido, que rodea el cuerpo de vidrio sobre el
lado del espacio hueco ya cerrado, de manera que este cuerpo de
vidrio pasa al estado de agregado sólido y en el espacio hueco
solamente predomina una presión reducida o un vacío. El tubo de
vidrio es calentado a continuación sobre el lado todavía no cerrado
del espacio hueco con una llama de hidrógeno hasta que se funde el
vidrio y se aplasta a través de la presión ambiental elevada y a
través del dorso de metal. Este procedimiento es muy costoso y
difícil de dominar, puesto que la fundición del tubo de vidrio debe
realizarse en un intervalo de tiempo reducido con respecto a la
refrigeración por medio del nitrógeno y el aplastamiento debe
realizarse muy rápidamente, puesto que a través del calentamiento
se eleva de nuevo la presión de la substancia de relleno en forma
de gas. Debido a la llama de hidrógeno, deben tomarse, además,
amplias medidas de prevención de seguridad.
El procedimiento según la invención con las
características según la reivindicación 1, en cambio, tiene la
ventaja de que se puede realizar más fácilmente, puesto que no es
necesaria ninguna refrigeración de la substancia de relleno en
forma de gas y para la fabricación del cierre del espacio hueco
solamente tiene que fundirse el tubo de vidrio por medio de la
instalación de calefacción, siendo comprimido en tubo de vidrio en
el lugar de la fundición a través de la diferencia de la presión
opcionalmente regulable entre el espacio de trabajo y el espacio
hueco del tubo de vidrio.
En las reivindicaciones dependientes se indican
configuraciones ventajosas y desarrollos del procedimiento según la
invención. Las características según la reivindicación 6
posibilitan de una manera sencilla la generación de la alta presión
en el espacio de trabajo e impiden, además, un daño del tubo de
vidrio así como una oxidación de la instalación de calefacción. Las
características según la reivindicación 7 posibilitan de una manera
sencilla un control de la instalación de calefacción.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en el dibujo y se explica en detalle en la descripción
siguiente. La figura 1 muestra un dispositivo para la realización
del procedimiento según la invención en representación
esquemática.
En la figura se representa un dispositivo para la
realización de un procedimiento para la fabricación de un cierre de
un espacio hueco 12 de un tubo de vidrio 10. El tubo de vidrio 10
forma de una manera preferida un quemador de una lámpara de
descarga, que se utiliza especialmente como fuente de luz en
instalaciones de iluminación de automóviles. El tubo de vidrio 10
está constituido por vidrio de cuarzo y presenta, considerado en la
dirección de su eje longitudinal, aproximadamente en su zona
central un espesamiento 14, en el que está formado el espacio hueco
12. En el espesamiento 14 se conectan a ambos lados secciones 16 en
forma de tubo con sección trasversal más pequeña que el
espesamiento 14. En las secciones 16 en forma de tubo está dispuesto
en cada caso un electrodo 18, que se proyecta con uno de sus
extremos en el espacio hueco 12 y que está conectado en su otro
extremo con una lámina metálica 20 dispuesta en las secciones 16 en
forma de tubo. Los electrodos 18 están constituidos de una manera
preferida por volframio o por una aleación de volframio y las
láminas metálicas 20 están constituidas de una manera preferida por
molibdeno o por una aleación de molibdeno. Con las láminas metálicas
20 están conectadas en cada caso líneas eléctricas 22, que se
extienden en las secciones 16 en forma de tubo. Las líneas 22 están
constituidas de una manera preferida por molibdeno o por una
aleación de molibdeno.
En el espacio hueco 12 están dispuestas
diferentes substancias de relleno, entre ellas, de mercurio.
Además, existen sales de yodo, que contienen halogenuros metálicos
como substancias de relleno. Además, está contenida una substancia
de relleno en forma de gas, de una manera preferida un gas noble.
Como gas noble se utiliza con preferencia xenón, pudiendo
utilizarse también argón o criptón. El xenón está contenido con una
presión de aproximadamente 7 bares a temperatura ambiente en el
espacio hueco 12 y sirve para asegurar una generación rápida de luz
al comienzo y durante el arranque de la lámpara de descarga. Después
del arranque de la lámpara de descarga se lleva a cabo la
generación de luz esencialmente a través del mercurio, pudiendo
influirse sobre el color de la luz a través de las sales de
yodo.
Durante la fabricación del quemador se preforma
en primer lugar el tubo de vidrio 10 de vidrio de cuarzo con el
espesor 14 y con las secciones 16 en forma de tubo. A través de las
secciones 16 en forma de tubo se introducen los electrodos 18, las
láminas 20 así como las líneas 22. Las substancias de relleno
sólidas o líquidas, es decir, el mercurio y las sales de yodo, son
introducidas en el espacio hueco 12 en la cantidad necesaria. A
continuación debe introducirse en el espacio hueco 12 todavía la
substancia de relleno en forma de gas con la presión pi necesaria
en forma de xenón y debe cerrarse el espacio hueco 12. A
continuación se explica en detalle el dispositivo y el procedimiento
a este respecto.
Para la introducción de la substancia de relleno
en forma de gas y para la fabricación del cierre del espacio hueco
12 del tubo de vidrio 10 se introduce el tubo de vidrio 10 en un
espacio de trabajo 30, en el que se genera una presión elevada
frente a la presión pi que predomina en el espacio hueco 12. La
presión pa en el espacio de trabajo 30 se ajusta de tal manera que
ésta es al menos 1 bar más alta que la presión pi que predomina en
el espacio hueco 12. De una manera preferida, la presión pa en el
espacio de trabajo 30 está ajustada de tal forma que ésta es
esencialmente más alta que la presión pi en el espacio hueco 12. La
diferencia entre la presión pa en el espacio de trabajo 30 y la
presión pi en el espacio hueco 12 se selecciona en función del
material del tubo de vidrio 10 y en función de las propiedades
necesarias del quemador acabado. En este caso, puede estar previsto
también que la presión en el espacio de trabajo 30 sea regulada de
forma variable durante el relleno del espacio hueco 12 con la
substancia de relleno en forma de gas y durante la fabricación del
cierre del espacio hueco 12.
El espacio de trabajo 30 está delimitado por
medio de una carcasa 32, que está configurada aproximadamente en
forma de copa y que presenta una envolvente 33 rellena de líquido
para la refrigeración. Al espacio de trabajo 30 se alimenta de una
manera preferida un gas noble, por ejemplo helio, como relleno, a
través del cual se genera la presión elevada pa en el espacio de
trabajo 30. La carcasa 32 presenta a tal fin al menos un orificio
34, a través del cual se alimenta el gas noble desde el exterior
por ejemplo por medio de una bomba o desde un acumulador de presión
36. La carcasa 32 está dispuesta de una manera preferida en otro
espacio cerrado 38, que está relleno igualmente con gas noble, por
ejemplo argón, en el que reina, sin embargo, una presión más
reducida que en el espacio de trabajo 30. El relleno del espacio 38
con el gas noble sirve para proteger las substancias de relleno del
espacio hueco 12 frente a una reacción con oxígeno. La carcasa 32
puede presentar, además, al menos un orificio de salida 40, que es
controlado, por ejemplo, por medio de una válvula 42, a través de
la cual se puede limitar la presión pa que predomina en el espacio
de trabajo 30. La carcasa 32 puede presentar un fondo 44 separado y
una tapa 46, que están unidos herméticamente con la carcasa 32
restante, que se pueden separar, sin embargo, para la disposición
del tubo de vidrio 10 en el espacio de trabajo 30 y para su
separación desde la carcasa 32.
En el espacio de trabajo 30 está dispuesta una
instalación de calefacción 50, que es de una manera preferida una
instalación de calefacción eléctrica. De una manera alternativa, se
puede utilizar también un quemador de plasma como instalación de
calefacción. La instalación de calefacción 50 es accionada con una
tensión continua y está configurada de baja impedancia. La
instalación de calefacción 50 está constituida con preferencia por
grafito, tantalio, molibdeno, osmio, renio o volframio o a partir
de una mezcla de varias de estas substancias. La instalación de
calefacción 50 está configurada al menos aproximadamente en forma
cilíndrica hueca, de manera que ésta rodea al menos una de sus
secciones 16 en forma de tubo cuando el tubo de vidrio 10 está
dispuesto en el espacio de trabajo 30.
Cuando el tubo de vidrio 10 se dispone con el
espacio hueco 12 en el estado no cerrado en el espacio de trabajo
30, entonces se puede cerrar sobre un lado del espacio hueco 12 la
sección 16 en forma de tubo sin relleno del espacio hueco 12 con el
xenón. El espacio hueco 12 puede estar conectado con el espacio 38,
para que en éste predomine la misma presión que en el espacio 38.
En la proximidad del extremo, alejado del espacio hueco 12, de la
sección 16 en forma de tubo del tubo de vidrio 10 está dispuesta
entre el fondo 44 de la carcasa 32 y la sección 16 una junta e
obturación 52, a través de la cual se cierra herméticamente el
espacio de trabajo 30. Para el cierre de la sección 16 en forma de
tubo del tubo de vidrio 10 se alimenta la instalación de
calefacción 50 con tensión. La potencia eléctrica es transmitida a
través de radiación y a través del gas noble que se encuentra en el
espacio de trabajo 30, también a través de la línea de calor sobre
la sección 16. La sección 16 en forma de tubo del tubo de vidrio 10
se calienta en este caso hasta tal punto que se funde el vidrio. A
través de la presión pa, que predomina en el espacio de trabajo 30,
se comprime la sección 16 en forma de tubo en el estado fundido, de
manera que especialmente la lámina metálica 20, pero también partes
del electrodo 18 y de la línea 22 son rodeadas por el vidrio y se
cierra el espacio hueco 12. A continuación se refrigera el tubo de
vidrio 10, de manera que se solidifica de nuevo el vidrio en la zona
de la sección 16 en forma de tubo.
De una manera preferida está previsto que por
medio de una instalación de sensor 54 sea detectado el estado de la
sección 16 en forma de tubo del tubo de vidrio 10 durante el
calentamiento. Como instalación de sensor 54 se puede utilizar en
este caso una instalación de fotosensor, que está dispuesta en el
extremo frontal de la sección 16 en forma de tubo. A través de la
instalación de fotosensor 54 se detecta la intensidad de la luz de
la sección 16 durante su calentamiento, que es proporcional a la
temperatura de la sección 16 y, por lo tanto, a la medición
indirecta de la temperatura del vidrio de cuarzo de la sección 16.
Se puede realizar una calibración de la instalación de fotosensor 54
con respecto a los valores característicos de la temperatura del
vidrio de la sección 16 durante una operación de prueba con la
ayuda de resultados prácticos. La señal generada a través de la
instalación de sensor 54 es utilizada para el control de la
instalación de calefacción 50, de manera que se puede realizar de
una manera óptima el calentamiento de la sección 16 a través del
control correspondiente de la potencia calefactora de la
instalación calefactora 50. La potencia calefactora de la
instalación calefactora 50 depende, además, del espesor de la
sección en forma de tubo 16, es decir, de la masa de vidrio que
debe calentarse y fundirse.
La presión pa en el espacio de trabajo 30 es
ajustada por medio de la alimentación correspondiente de gas noble
a través del orificio 34 a un valor predeterminado. Cuando la
presión pa se eleva durante el funcionamiento de la instalación de
calefacción 50, entonces ésta puede ser limitada, siendo descargado
gas desde el espacio de trabajo 30 a través del orificio de salida
40, dado el caso de forma controlada a través de la válvula 42.
Cuando en el tubo de vidrio 10, en un lado del
espacio hueco 12, la sección de tubo 16 está cerrada como se ha
descrito anteriormente, entonces se cierra a continuación también
sobre el otro lado del espacio hueco 12 la sección 16 en forma de
tubo. La tapa 46 presenta al menos un primer orificio 56, a través
del cual se alimenta al espacio hueco 12 el gas noble, con
preferencia xenón, a la presión necesaria. La tapa 46 de la carcasa
32 presenta, además, al menos un segundo orificio 58, a través del
cual se realiza una evacuación del espacio hueco 12 por medio de
una bomba de vacío. La evacuación del espacio hueco 12 sirve para
impedir una mezcla del gas xenón con otros componentes en el espacio
hueco 12. Entre la tapa 46 y la sección 16 en forma de tubo del
tubo de vidrio 10 está dispuesta, en la proximidad de su extremo
alejado del espacio hueco 12, una junta de obturación 60, a través
de la cual se cierra herméticamente el espacio de trabajo 30.
Mientras que en el espacio hueco 12 se mantiene la presión pi
necesaria para el xenón, se activa la instalación de calefacción 50,
de manera que se funde el vidrio en la sección 16 en forma de tubo
y se comprime a través de la presión pa en el espacio de trabajo 30
claramente más alta con respecto a la presión pi que predomina en
el espacio de trabajo 12. A continuación, se refrigera el tubo de
vidrio 10, de manera que se solidifica de nuevo el vidrio y el
electrodo 18, la lámina de metal 20 así como la línea 22 están
incluidos en la sección 16 y el espacio de trabajo 12 está cerrado.
Para el control de la instalación de calefacción 50 se puede
utilizar la misma instalación de sensor 54 que en la otra sección
16 en forma de tubo del tubo de vidrio 10 o se puede utilizar una
instalación de sensor separada. De una manera preferida, durante la
fabricación del cierre de las dos secciones 16 en forma de tubo de
los tubos de vidrio 10 se ajusta al menos aproximadamente las mismas
diferencias de la presión entre el espacio de trabajo 30 y el
espacio hueco 12, para obtener las mismas relaciones para las dos
secciones 16.
El relleno del espacio hueco 12 con las
substancias de relleno tiene lugar en el espacio 38 y la
fabricación del cierre del espacio hueco 12 se realiza en el
espacio de trabajo 30, que está dispuesto dentro del otro espacio
38. El control de la presión pa en el espacio de trabajo 30 y de la
potencia calefactora de la instalación de calefacción 50 se puede
realizar de una manera sencilla, de tal forma que se puede fabricar
un cierre seguro del espacio hueco 12. El vidrio de cuarzo, del que
está constituido el tubo de vidrio 10, es recocido a vacío antes de
la utilización para la producción del tubo de vidrio 10 durante un
periodo de tiempo relativamente largo, con el fin de liberarlo de
grupos H2 y grupos OH. En el procesamiento siguiente aplicado
anteriormente en el espacio de trabajo 30, el tubo de vidrio 10
permanece en este estado, puesto que no entra ya en contacto con
grupos H2 o grupos OH. Durante la ventilación del espacio hueco 12
se puede cambiar muy fácilmente también a otras substancias de
relleno, pudiendo utilizarse como gas noble, por ejemplo, en lugar
de xenón, también argón, sin que deba modificarse el
procedimiento.
También puede estar previsto que el cierre del
espacio hueco 12 sea realizado al mismo tiempo en las secciones 16
en forma de tubo en los dos lados, pudiendo utilizarse a tal fin
una instalación de calefacción común o separada 50. A este
respecto, puede ser ventajoso que las secciones 16 en forma de tubo
del tubo de vidrio 10 no están dispuestas, como se representa en la
figura con líneas continuas, aproximadamente coaxiales entre sí a
ambos lados del espacio hueco 12, sino sobre el mismo lado del
espacio hueco 12, como se indica en la figura con líneas de
trazos.
Claims (12)
1. Procedimiento para la fabricación de un cierre
de un espacio hueco (12) de un tubo de vidrio (10), en el que en el
espacio hueco (12) se encuentran substancias de relleno que están a
una presión más elevada que la presión atmosférica,
caracterizado porque el tubo de vidrio (10) es dispuesto en
un espacio de trabajo (30), en el que se genera una presión más
elevada con respecto a la presión que predomina en el espacio hueco
(12) y porque en el espacio de trabajo (30) está dispuesta una
instalación de calefacción (50), que rodea el tubo de vidrio (10)
en una sección (16) que se conecta a menos sobre un lado en el
espacio hueco (12) y se funde por medio de la sección (16) y se
comprime en el estado fundido a través de la presión que predomina
en el espacio de trabajo (30), de manera que el espacio hueco (12)
se cierra al menos sobre un lado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se alimenta al espacio hueco (12)
durante la fabricación del cierre desde el exterior del espacio de
trabajo (30) una substancia de relleno en forma de gas a la presión
necesaria.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque como substancia de relleno en forma de
gas se alimenta un gas noble, con preferencia xenón, argón o
criptón bajo una presión de al menos aproximadamente 7 bares.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la instalación
de calefacción (50) es una instalación de calefacción
eléctrica.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque la instalación de calefacción (50) está
constituida de una manera alternativa por grafito, tantalio,
molibdeno, osmio, renio o volframio o por una mezcla de estos
materiales.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
alimenta al espacio de trabajo (30) un gas noble, con preferencia
helio.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una instalación de sensor (54), a través de la cual se
detecta el estado del tubo de vidrio (10) en la zona (16) a fundir y
a través de la cual se genera una señal proporcional a la
temperatura de esta zona (16), que se utiliza para el control de la
potencia calefactora de la instalación de calefacción (50).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el control
de la potencia calefactora de la instalación calefactora (50) se
realiza en función del espesor de pared de la zona (16) a fundir del
tubo de vidrio (10).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la presión
que predomina en el espacio de trabajo (30) y/o la potencia
calefactora de la instalación de calefacción (50) se controla de una
manera variable durante la fabricación del cierre del espacio hueco
(12).
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espacio
de trabajo (30) está delimitado en una carcasa (32), que está
dispuesta en un espacio (38), que está relleno con un gas noble,
con preferencia argón.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo de
vidrio (10) forma un quemador de una lámpara de descarga,
especialmente para la utilización en faros de automóviles.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el espacio hueco (12) contiene como
substancias de relleno mercurio y sales de yodo.
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