SE459350B - Foerfarande och anordning foer gasfyllning av isolerrutor - Google Patents

Description

459 350 ' 2 Det har visat sig att en sådan fyllningsprocess med utbyte av den instängda luften mot en gas bereder avsevärda svårigheter att utföra på ett tillfredsställande sätt. För att ett tillfreds- ställande utbyte av luften mot den påfyllda gasen skall ske ford- ras att de två komponenterna ej blandas med varandra i någon större utsträckning under fyllningsförloppet. En påfyllning av gasen med ett visst övertryck ger upphov till starka gasrörelser i det smala men samtidigt vidsträckta utrymmet mellan glasrutorna och man får en stark bladning av den insprutade gasen och den ursprungliga luften. För att undvika att detta resulterar i att isolerrutan lämnar fyllningsoperationen med en blanding av den avsedda gasen och luft, vilket skulle leda till bristfälliga vid rutor belagda med ett reflexskikt, risk för oxidering av detta, sprutar man in fyllningsgasen till avsevärt större mängd, än som åtgår för att fylla utrymmet. Vid påfyllningen skapas således först en blandning med luften och därefter använder man gasen till att trycka ut denna bl Detta är isoleringsvärden eller, andning. en otillfredsställande metod emedan man får en stor gasàtgång med åtföljande höga kostnader och man är ändå ej garan- terad att avsevärda luftrester ej kan finnas kvar. Dessutom får man som spill en blandning av påfyllningsgasen och luft, som kan medföra miljörisker om'den släpps ut i atmosfären eller alterna- tivt ger ytterligare kostnader om den skall regenereras eller omhändertas på något annat sätt. Särskilt viktig är denna aspekt, när man använder påfyllningsgaser med miljöfarliga komponenter.

Sålunda har sammansatta gaser med stor strålningabsorberande verkan och innehållande bl.a. freoner erhållit en vidgad använd- ning. En spridning av freoner i atmosfären betraktas som ej önsk- värt och ett genomförande av påfyllningsoperationen, så att den resulterar i en överfyllning och utsläpp av gasen, särskilt olämpligt vid gaser av detta slag.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma ett förfarande för gasfyllning av isolerrutor, vilket ger ett höggra- digt utbyte av den instängda luften mot påfyllningsgasen vid mycket liten grad av överfyllning. är därför Ett annat ändamål vid uppfinningen är att åstadkomma en anordning för genomförande av en sådan gasfyllningsprocess. 3 459 350 Uppfinningens ändamål uppnås genom att genomföra förfarandet med de i patentkrav l angivna kännetecknen respektive utföra anordningen med de i patentkrav 4 angivna kännetecknen.

I det följande beskrives en utföringsform av uppfinningen vilken illustreras pá bifogade ritningar. Fig. 1 visar därvid en genomskärning av en isolerruta med tre glas och med en fyllnings- anordning enligt uppfinningen ansluten, genomskärníngen sträcker sig längs linjen I-I i fíg. 2, vilken figur visar en delvy av isolerrutan i fig. 1 med även, en del av fyllningsanordningen visad. _ I figurerna betecknas en isolerruta, av det slag som uppfin- ningen tillämpas vid med 1. Enligt fíg. l innefattar den tre glasrutor 2, 3 och 4. Mellan rutorna bildas tvâ utrymmen 5 och 6.

Utrymmenas bredd bestämmes av två ramar 7 av rörprofiler vanligen i aluminium. Dessa profiler följer rutornas 2-4 kant runt om, så att utrymmena 5 och 6 helt tillslutes. Fastsättning mellan ramar- na 7 och glasrutorna sker medelst skikt 8 av en elastomer som har lág gasgenomgäng för de gaser, som skall fyllas i mellanrummen 5, 6. För gasfyllning av mellanrummen är i var och en av ramarna 7 upptaget ett hål 9 och för utsläppning av den instängda luften under fyllningen är anordnat ett hål 10 i vardera ramen i huvud- sak i motstàende läge till hålet 9. I hàlrummet i de rörprofiler som bildar ramarna 7, är lämpligen inlagt en vattenabsorberande massa ll exempelvis silikagel och hålen 9,10 sträcker sig även genom denna massa.

I fíg. 1 visas som exempel tre glasrutor och därmed två mellanrum. Emellertid kan det förekomma även två rutor och ett enda mellanrum eller flera mellanrum än tre. Ramarna behöver ej ha exakt det utseende, som visas utan profilformen kan vara en annan. Grundformen, att flera glasrutor är hermetiskt förseglade till varandra (hälen 9 och 10 skall vara tillslutna i använd- ningsskicket) och därmed bilda ett eller flera utrymmen är dock en förutsättning för uppfinningen. Vad det gäller hálens 9 och l0 antal och placering kan detta variera för olika rutstorlekar, men här antages för enkelhetens skull endast att det finns två hål och i motstàende läge till varandra.

I fíg. 1 visas delvis i genomskärning en gasfyllningsanord- ning enligt uppfinningen. Den betecknas med 14. Den består av ett antal huvuddelar: En anslutningsarmatur 15, en elektromagnet 16 459 350 ' 4 en massflödesregulator 17, en processor 18, en manöverenhet 19 samt en värmeanordning 20, vilken visas i fig. 2. Massflödesregu- latorn 17 är anordnad för anslutning av en förbindelseslang 21 till en gasflaska 22.

Armaturen 15 innefattar en anslutningsnippel 25 med en pack- ning 26. Nippeln 25 är fäst vid ett ventilhus 27 i vilket är fastsatt ett fyllningsmunstycke 28. Detta mynnar i en borrning 29 i ventilhuset 27, som avslutas med ett säte 30 för en ventil- nál 31, vilken löper i en styrning 32. Från styrningen 32 sträcker sig en vinkelborrning 33, vilken ger förbindelse mellan armatu- ren 15 och massflödesregulatorn 17.

Ventilnàlen 31 påverkas i riktning mot sätet 30 av en fjäder (ej visad) och är ansluten till elektromagnetens 16 ankare. På vanligt sätt kan ankaret förflyttas genom att magnetspolen sättes under spänning. Därvid dras ventilnàlen 31 utåt mot fjäderkraften och öppnar genomloppet från borrningen 33 till borrningen 29 genom att ventilnàlen 31 lyfter från sätet 30. Detta innebär att gas kan strömma från massflödesregulatorn 17 och ut genom mun- styckets 28 hàlförsedda ände. Av elektromagneten 16 visas endast dess hus emedan uppbyggnaden av en sådan anordning är väl känd tidigare. _ Massflödesregulatorn 17 är anordnad att, när den sättes under gastryck från förbindelseledningen 21, genomsläppa per tidsenhet noggrant reglaerat masssflöde till borrningen 33. Av regulatorn visas endast dess yttre. Regulatorer av detta slag är emellertid tidigare välkända och kan ha många olika utföranden. vid ett vanligt utförande är en sådan regulator utförd som en reglerventil vars öppningsarea styres av trycket pà ventilens tilloppssida, sà att ett ökande tryck ger mindre öppningsarea och vice versa. Detta kan exempelvis åstadkommas genom att en i öpp- ningsriktníngen fjäderbelastad ventilkropp i stäningsriktningen påverkas av ett membran eller en kolv, som i sin tur påverkas av trycket före ventilen. Om trycket före ventilen stiger kommer således fjäderkraften att motverkas av ett högre tryck mot membra- net eller kolven och ventilkroppen rör sig mot stängningsläge.

Härigenom kompenseras variationer i trycket av ändringar i öpp- ningsarean. Genom rätt anpassning av ventilens delar kan man därmed uppnå ett konstant massflöde. Emellertid finns det även 5 459 350 andra principer tillgängliga för att skapa en ventil, som ger ett konstant massflöde per tidseneht oberoende av faktorer, som i praktisk drift kan variera, såsom tryck och temperatur.

Uppvärmningsanordningen 20, som visas i fig. 2 är inrättad för uppvärmning av isolerrutans 1 ram 7. Den kan såsom visas i fig. 2 vara utförd som ett ok 35, som fasthàlles av armaturen 15 och som vid sina ändar är försedd med elektriska värmeelment 36.

Den nu beskrivna pàfyllningsanordningen 14 eller delar därav kan vara innesluten i ett isolerande hölje för att begränsa in- verkan av omgivningstemperaturen och för att undvika uppvärmning av den gas, som skall ströma genom anordningen. Uppvärmningsan- ordningen 20 kan därvid vara isolerad särskilt eller ligga utan- för det isolerande höljet.

Processorn 18 är anordnad att ge strömförsörjning via led- ningar 38 till elektromagneten 16 för lyftning av ventilnålen 31 från sätet 30. Den är dessutom anordnad att via ledningar 39 ge strömförsörjning till uppvärmningsanordningen 22. Manöverenhe- ten 19 är via ledningar 40 ansluten till processorn. Manöveren- heten är försedd med ett tangentbord 41, som visas schematískt.

Processorn är anordnad att genom att nmtta styrimpulseri från manöveranordningen 19 ge adekvata styrimpulser till elektromag- neten 16 och uppvärmningsanordningen 20 genom avpassade inkopp- lingstider för dessa enheter. Den styrningscykel, som därvid skall erhållas framgår av den följande funktionsbeskrivningen.

Påfyllning av gas sker lämpligen när isolerrutan 1 färdig- ställts så långt, att dess glasrutor 2-4 sammanfogats kring ramarna 7 medelst den tätande elastomeren 8. Hålen 9 och 10 skall därvid vara öppna. Påfyllningen kan nu påbörjas och för att spara tid kan detta ske medan isolerrutan under elastomerens härdning hålles sammanpressad i en pressanordning. När påfyllningen skall börja skall anordningen 14 vara ansluten till glasflaskan 22 och den senare skall innehålla tillräckligt med gas för operationen.

Denna gas skall förvaras i gasflaskan i flytande form. Beroende på den använda gasens kritiska temperatur kan detta för vissa gaser uppnås vid arbetstemperatur (rumstemperatur) medan andra gaser måste hållas nedkylda. Särskilt i det senare fallet måste anordningen förses med en isolering. 459 550 ' 6 Avsikten är att gasen fortfarande i flytande form skall sprutas in i respektive mellanrum 5, 6 och tillåtas förgasas här.

För detta kommer att âtgå värme. För att förgasningsförloppet skall kunna tidsregleras och ej alltför stark nedkylning erhållas av ramen och rutorna, glaset kan spricka vid för stora tempera- turskillnader, så kan det vara lämpligt att anordna uppvärmning, vilken kan ske medelst anordningen 20. Sådan uppvärmning* kan således vara önskvärd även om den flytande gasen ej är nedkyld.

När påfyllningsoperationen skall börja stickes munstycket 28 in genom hålet 9, så att dess öppna ände befinner sig inuti ut- rymmet 5. Samtidigt skall således hålet 10 vara öppet. Medelst tangentbordet 41 väljes en sådan fyllningsmängd, att den mängd flytande gas, som insprutas, under sin förgasning kommer att helt fylla utrymmet under utdrivning av den befintliga luften genom hålet 10. Detta innebär att ventilnålen 31 skall vara lyft från sätet 30 en viss tid, vars längd bestämmes dels av den mängd, som erfordras för fyllning av utrymmet, således beroende på utrymmets volym och dels den mängd, som massflödesregulatorn 17 framsläpper per tidsenhet. För att denna styrning skall bli genomförbar i praktisk drift är processorn 18 inrättad att bestämma den tid, under vilken elektromagneten 16 skall vara ställd under spänning och således ventilen vara öppen på grundval av inmatade värden för fönstrets storlek, vilka via tangentbordet 41 inmatas med hjälp av lättöverskådliga beteckningar såsom höjd och breddmått eller fastställa typbeteckningar. Dessa värden omvandlas sedan i processorn lB till öppettider för ventilen. Framtagning av dessa öppettider sker lämpligen genom kalibrering på grundval av vissa grundberäkningar. Kalibrering sker lämpligen sà, att man medelst en gasanalysapparatur mäter utströmningen genom hålet 10 med avseende till luft kontra gasinnehåll. Det kan vara nödvändigt att vid kalibreringen även ta hänsyn till yttre omständigheter såsom omgivningstemperatur och lufttryck. Vid användning kan sedan värden för sådana faktorer inmatas till processorn 18 för korrigering av ventilens öppettider.

Med hjälp av en sådan noggrann förinställning av processorn är det möjligt att uppnå så god precision i fyllningen att vare sig under- eller överfyllning sker. Det är dock möjligt att ut- föra en gasanalys vid varje fyllning, så att man hela tiden kontrollerar att inställningen är korrekt. I alla händelser torde 7 459 350 det var önskvärt att omkalibrering av utrustningen sker tid efter annan. Om man anordningen användes för olika gaser skall givetvis ett styrningsschema för varje gas upprättas.

Det förutsättes här att gasen enbart får strömma ut genom hålet 10. Därvid behövs ej någon nippel såsom den visade nip- peln 44. Emellertid kan det. vara lämpligt. med en styrning av luftutsläppningen genom att exempelvis utsugning av luften i viss takt sker eller omvänt strypning av dess utströmning. Detta kan ske medelst anordningar i nippeln 44.

En grundidë bakom uppfinninen är således, att gasen skall införas i utrymmet i flytande form och under sådana förhållanden att förgasning sker inuti utrymmet. Detta innebär således att temperaturen och trycket skall vara sådana att den vätskeformiga gasen övergår i gasform. Vid praktisk drift innebär det att för- gasning skall ske vid rumstemperatur och atmosfärstryck. Vid rutans användnning råder dessa förhållanden eller närmare bestämt temperaturer mellan cirka -300C och +50°C. Något tryck i rutorna efter slutförsegling, som nämntvärt avviker från atmosfärstrycket kan ej få förekomma, emedan glasrutorna vid vanliga fönsterstor- lekar ej tål några avsevärda tryckskillnader.

När den vätskeformiga gasen har kommit in i utrymmet skall den, för att den eftersträvade fullständiga fyllning utan över- fyllning skall erhållas, förgasas under det att den stiger i utrymmet och skjuter luften framför sig och ut genom hålet 10 utan någon väsentlig virvelbindning och blandning. De gaser, som användes för påfyllning i fönster är nästan alltid tyngre än luft och kommer därför att utbreda sig under luften och vart efter förgasningen fortskrider pressa ut densamma. Det är viktigt att inströmningen av den flytande gasen sker lugnt och inte i form av en fri stråle. Fördelaktigt är om den ramdel i vilken insprut- ningshålet är belägen hålles i vågrätt läge, så att den vätske- formiga gasen kan flyta ut till en jämn spegel över vilken för- gasningen kan ske relativt likformigt, så att luftmassan lyftes ävenledes likformigt och bildande av turbulenser undvikes. Vid stora fönster kan detta syfte främjas om insprutning sker på flera ställen samtidigt och även tömningen av luften kan ske i flera punkter. v» 459 350 ' 8 Efter det att fyllningscykeln genomlöpts skall hälen 9 och 10 tätas. Detta sker bäst med sama typ av elastomer som användes för sammanhållning av glasrutorna med ramarna. Elastomeren in- sprutas som en massa, som får hårda. Detta antydes ha skett vid det vänsta utrymmet 6 i fig. 1 där proppar 45 av tätningsmedlet visas. Pà det beskrivna sättet fortsâttes fyllningen till dess att samtliga utrymmen är fyllda. För ökande av rationaliserings- graden kan flera anordningar 14 var inrättade för samtidig fyll- ning av samtliga utrymmen vid fönster med fler än ett utrymme.

För att lugnast möjliga fyllningsförlopp skall erhållas undvikes skakningar och andra rörelser hos fönstret.

Claims (6)

459 550 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för gasfyllning av sådana isolerrutor, vilka innefattar ett flertal, i användningsskicket till varandra her- metiskt förseglade glasrutor (2, 3, 4) mellan vilka är anordnade 6), åtminstone en öppning (9) till varje utrymme (5, 6) för inström- utrymmen (5, varvid förfarandet innefattar anordnande av ning av den gas, som i användningsskicket skall befinna sig i sagda utrymmen, och åtminstone en öppning (10) för utsläpp av den luft, som befinner sig i utrymmena efter glasrutornas sammanfog- ning, varvid gasen införes genom den första öppningen under av- k ä n n e t e c k - som vid användningstemperaturen för gång av luften genom den andra öppningen, n a t d ä r a v, att gasen, isolerglasrutan (1) och vid atmosfärstryck har gasform, bringas till flytande form genom komprimering och/eller nedkylning, och att gasen i sin flytande form införes i respektive utrymme (5, 6) genom sagda första öppning (9) under det att sagda andra öpp- att det sörjes för sådan tillförsel av som erfordras för föràngning av den flytande gasen samt ning (10) hálles öppen, värme, att under föràngningsförloppet den andra öppningen hálles öppen för avgång av den under förángningsförloppet utdrivna luften.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä a v, att den flytande gasen införes genom öppningen (9) vid en ramdel (7) till isolerglasrutan under det att denna del hàlles i huvudsakligen horisontellt läge och under det att samtidigt den andra öppningen är riktad uppåt och placeras i en ramdel, som är àstminstone i huvudsak motstàende till den först nämdna ramdelen.

3. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t d ä r - a v, att den första ramdelen (7) utsättes för forcerad uppvärmning under föràngningsförloppet.

4. Anordning för genomförande av förfarandet enligt patent- vilka krav 1, 2 eller 3 för gasfyllning av sådan isolerrutor, innefattar ett flertal, i användningsskicket till varandra och 459 350 ° e w till ramelement (7) hermetiskt förseglade glasrutor (2, 3, 4) mellan vilka är anordnade utrymxnen (5, 6) till vilka vardera är anordnade åtminstone en öppning (9) för inströmning av den gas, som i användningsskicket skall befinna sig i sagda utrymme, och åtminstone en öppning (10) för utsläpp av den luft, som befinner sig i utrymmena efter glasrutornas sammanfogning, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att anordningen innefattar ett kärl (22) för upptagande av gasen i flytande form, en regula- tor (17), anordnad för noggrann dosering av den flytande gasen, en ventilarmatur (15) anordnad för temporär genomsläppning av den flytande gasen fràn regulatorn och försedd med ett styrdon (16) för styrning av armaturens ventil (30, 31) och ett munstycke (28) för införande av den flytande gasen i sagda utrymmen (5, 6) genom sagda öppning (9) samt för reglering av styrdonet (16) en proces- sor (l8), som är anordnad att införa en bestämd mängd av den flytande gasen, vilken är anpassad att efter förángning fylla det utrymme, i vilken den är införd, så att under förångningsförlop- pet den i utrymmet inneslutna luften utdrivens genom den andra öppningen (10).

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r- a v, att processorn är anordnad att efter angivande medelst en manöverenhet (41) till processorn av data för förhandenvarande isolerruta (l)} som skall fyllas styra styrdonet (16) att införa en till fyllning av isolerrutans respektive utrymen (S, 6) an- passad mängd av den flytande gasen. 1

6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r - a v, att regulatorn är en massflödesregulator, som är anordnad att ge genomströmning av den flytande gasen med en bestämd mängd per tidsenhet, att ventilen (30, 31) är anordnad att i öppet läge genomsläppa den från massflödesregulatorn levererade mängd av den flytande gasen och att processorn (18) är anordnad att nædelst styrdonet (16) hålla ventilen öppen under en bestämd tidslängd, som genom anordnandet av processorn och manöverenheten (41) är anpassad att införa en sådan mängd av den flytande gasen i respektive utrymme att dess förgasning leder till fyllning av utrymmet.