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VERFAHREN ZUM ÜBERZIEHEN DER INNENFLÄCHE VONRÖHREN~ FÖRMIGEN METALLERZEUGNISSEN
MIT GLAS.
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Die Erfindung betrifft ein verfahren zum glasüberziehen der Innenfläche
von röhrenförmigen Metallerzeugnissen, beispielsweise: Metallrohre, zylindrische
Behalter usw.
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Die mit Glas überzogenen Rohre werden erfolgreich bei der Gewinnungund
beim transport von paraffinischen Erdölsorten verwendet; mit gleichem Erfolg können
sie bein nransport von aggresiven Medien, die eine intensive Korrosion des Metalls
hervorrufen, ihre Anwendung finden. Die mit Glas überzogenen Rohre und zyluibrischen
Eehalter verhindern außerdem ein verderben von solchen Nahrungsmitteln, wie Milch.
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Es ist ein Verfahren zum Glasüberziehen der Innenfiachen
von
Metallrohren bekannt, welches vorsieht, daß an beiden Enden eines als Werkstück
dienenden Metallrohres, welches mit Glas zu überziehen ist, Rohrstutzen angebracht
werden, und daß durch einen der Stutzen eine an einem Ende offene Glasflasche eingeführt
wird0 Dabei soll die Länge der anzuwendenden Glasflasche es gewährleisten, daß sich
das eine Ende der Glasflasche in einem Stutzen und das andere Ende der Glasflasche
anderen Stutzen befinden, Nach der Unterbringung der Glasflasche im Rohr wird es
zusammen mit den Stutzen und der Glasflasche erhitzt. Nach der Erweichung der Glasflasche
wird durch-deren offenes Ende Druckluft zugeführt.
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Dabei wird die Glasflasche aufgeblasen, und deren wände werden an
die Innenfläche des Ietallrohres angedrückt. Das Glas verbindet sich fest mit den
Rohrwänden. (S.z.B., die japanische Patentschrift 26473-38 aus dem Jahre 1963).
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Gemäß einem anderen Verfahren zum Glasüberziehen der Innenflächo
von Metallrohren, wird in ein als Wekstück dienendes Rohr eine Glasflasche eingeführt,
die an einem Ende offen ist, wobei dieses Ende der Glasflasche in Forn eines Flansches
ausgeführt ist, um an diesen eine Anlage zur Zuführung von Druckluft anschließen
zu können (S. , beispielsweise, die japanische Patentschrift 15. 371-36 aus den
Jahre 1961).
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Es ist auch ein Verfahren bekannt, welches darin besteht,
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man in ein als Werkstück dienendes Rohr aufeinander aufgesetzte, relativ kurze Glasflaschen
einführt, welche mit Ausnahme der ersten Glasflasche, die an beiden Enden verschlossen
ist, all einen Lande offen sind.
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Das Rohrenae, an dem die an beiden Enden verschlossene Glasflasche
angeordnet ist, wird in einen Erhitzer eingeführt und in diesem solange erhitzt,
bis ds Glas erweicht und die Dichtigkeit der Glasflasche durch die Dehnung der in
der Glasflasche enthaltenen Luft zerstört wird. Dann wird der undicht gewordenen
Glasflasche Druckluft zugeführt, um dadurch eine Verbindung zwischen Glas- und Metall
herzustellen. Das Rohr wird aus dem Erhitzer etwas herausgeschoben, und an das herausgeschobene
Ende wird eine anlage zur Druckluftzuführung angeschlossen. Dann beginnt man das
Rohr durch den Erhitzer zu bewegen. Nach der Erweichung des Glases wird die undicht
gewordene Glasflasche durch Druckluft aufgeblasen, und die veite Stirnfläche dieser
Glasflasche wird zerstört, Dann werden die ncchstfolgende Glasflasche aufgeblasen
und das verschlossene Lande dieser Glasflasche zerstört usw. (S., beispielsweise,
UdS;3R-Urheberschein 1720062.
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Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren, wird die Innenfläche von
Metallrohren mit Glas dadurch überzogen, da3 man im Rohr GlasFlaschen unterbringt
und anschließend das Rohr und die Glasflaschen erhitzt, wobei den Glasflaschen ein
gasförmiges Medium unter Druck zugeführt wird. Dabei wird das vordere Ende
eines
Jeden folgenden Metallrohres mit dem hinteren Ende des vorhergehenden Mctallrohres
mittels einer luftdichten Verbindung, beispielsweise, mittels einer Eupplun6 verbunden,
die d;e Glasflaschen werden kontinuierlich in Rohre an der Seite der anzuschließenden
Rohre eingeführt, und die letztgenannten Rohre werden durch den Erhitzer unter gleichzeitiger
Drehung der Rohre um ihre Langsachse in einer Richtung bewegt, die dem Verschrauben
der Rohre entspricht. Die Glasflaschen sind an einem Ende offen. Eine Ausnahme bildet
dabei die erste Glasflasche, die an beiden Enden offen ist. (S.z.B. die UdSSR-Anmeldung
< P. 1947340.6) < in der BRD > Bei allen oben genannten Verfahren wird
der Glasüberrzug am Lietalirohr durch Pressungskräfte gehalten, die durch die Differenz
zwischen dem Warmedehnungskoeffizienten von Glas und dem Wärmedehnungskoeffizienten
von Metall herorgerufen werden.
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Es ist bekannt, daß die Warmeleitzahl von Stahl hoher als
die Wärmeleitzahl von Glas liegt. Gemäß der Verfahren sind die Bedingungen für die
Wärmeabgabe an der Außenseite der Metallrohroberfläche beim Heraustreten desselben
aus dem hrhitze bedeutend besser, als innerhalb des Rohres.
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In diesem Zusa=enhang leistet das Glas in der Anfangsperiode der
ABkühlung eines mit Glas überzogenen Metallrohres
keinen Widerstand den Pressungskraften des sich abkühlenden Metalls.
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Deshalb wird sich das Metall des Rohres zu dem Zeitpunkt, wo das
Glas elastische Verformung gewinnt, soweit abkühlen, daß es ausreichende Pressungskräfte
nicht erzeugen kann.
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Aus diesem Grunde weist der Uberzug des Rohres keine ausreichende
mechanische Festigkeit auf.
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Die bekannten Verfahren gestatten es außerdem nicht, die
Hohe (der Pressungskraft) in bezug auf das Glas zu regeln.
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Zweck der Erfindung iat die Beseitigung der genannten Nachteile.
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Der Erfindung liegt die rufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Glasüberziehen
der Innenfläche von röhrenförnigen wetallerzeugnissen zu schaffen, bei welchem beim
auslauf des L?rzeugnisses aus dem Erhitzer ein solcher technologischer Arbeitsgang
verwendet wird, der es ermöglicht, die Qualität des Glastiborzuges durch die Erhöhung
der Pressungskraft des Metallerzeugnisse in bezug auf das Glas zu verbessern und
außerdem diese Pressungskraft im erforderlichen Bereich zu regeln.
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Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöste daß beim Glasüberziehen
der Innenfläche von röhrenförmigen iLetallerzeugnissen, das dadurch verwirklicht
wird, daß man innerhalb des in einem Erhitzer eingesetzten Erzeugnisses zumindest
eine Glasflasche einbringt, der Glasflasche nach der Erweichung des Glasound der
Zerstörung der Dichtigkeit der Glasflasche Gas unter Druck zuführt und anschließend
das Erzeugnis aus den
Erhitzer herauszieht, erfindungsgemäß, entsprechend
dem Heraus treten des Erzeugnisses aus dem Erhitzer die Innenfläche des herausgezogenen
Teiles des Erzeugnisses mit einem gasförmigen Medium abkühlt.
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Als gasförmiges Medium können angewendet werden:Luft, Stickstoff
und ein beliebiges inertes Gas.
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Das Wesen dar Erfindung besteht in folgendem: Eine intensive Abkühlung
des Glasüberzuges führt zur Erhärtung des Glases. Zu dieser Zeit hat das Metallrohr
noch eine hohe Temperatur. Da das Metallrohr bei der Abkühlung bestrebt ist, seine
ursprdnglichenÄhrnessungen anzunehmen, beginnt es, den Glasuberzug zusammenzupressen,
wobei der Glasüberzug, der sich im Stadi -der elastischen Verformung befindet, Widerstand
leistet. Dadurch erreichen die Pressungskräfte des Metallrohres in bezug auf das
Glas eine große Höhe, Dadurch wird es möglich, einen Qualitätsglasüberzug herzustellen,
der eine hohe mechanische Festigkeit aufweist. Dieses Verfahren gestattet es au3erdem,
die Höhe der Pressungskraft des Metallerzeugnisses in bezug auf den Glasüberzug
durch die Znderun& der Intensität der Abkühlung zu regeln. Das wird durch die
Linderung des Verbrauches des gasförmigen L'ediumserreicht, und ist vom Stand der
1£nlage für die Zuführung des gasiormigen Mediums, genauer gesagt, vom abstand zwischen
dem gaszuführenden Kopf dieser Anlage und der Auslauföffnung des Erhitzters abhängig.
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Die Hohe der Pressungskraft wird desto brößer.sein, je höher die
Temperatur des i.retalls des Rohres zu dem Zeitpunkt ist, wo das Glas elastische
Eigenschaften gewinnt.
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Es ist notwendig, die Höhe der Pressungskraft zu regeln, um eine
bestimmte mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Glas und Metallerzeugnis
herzustellen, die bei verschiedenen Beanspruchungen erforderlich ist, welche durch
das Rohr bei dessen Betrieb aufgenommen werden.
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Nachstehend wird das erfindungsgemäBe Verfahren zum Glasuberziehen
der Innenfläche von Metallrohren an einem Beispiel eingehend erläutert.
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Zum besseren Verständnis des Webens der Erfindung wird der Beschreibung
eine Zeichnung beigelegt, welche das mit Glas zu überziehende Metallrohr beim auslauf
desselben aus dem Erhitzer schematisch darstellt.
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in ein Metallrohr 1 wird eine zugelötete Glasflasche 2 eingeführt
und bis zum Rohrende vorgeschoben. Das Ende des Rohres mit der an diesem untergebrachten
Glasflasche wird im Sinne des Weites A in einen elektrischen Erhitzer 3 eingesetzt.
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Je nach der Erhitzung des Metallrohres 1 und der Glasflasche 2 dehnt
sich das in der Glasflasche 2 enthaltene gasförmige Medium aus, und das Glas wird
bei einer Temperatur von 600-800°C erweicht. Der erweichte Teil der Glasflasche
2 wird unter der Einwirkung des inneren Druckes des gasförmigen Medium5
aufgeblasen
und dicht an die Innenfläche des Metallrohres 1 angedruckt, wobei die vordere Stirnwand
der Glasflasche unter Verletzung der Dichtigkeit aufgeschlossen wird. Dann vird
das Metallrohr 1 solange vorgeschoben, bis sein vorderes Ende aus dem Erhitzer heraustritt.Anschlie3end
wird in das Rohr 1 mittels des am vorderen Lande des Metallrohres 1 befestigQen
Stutzens 4 eine Anlage zur Zuführung des gasförLiOen Lediums eingefuhrt, die aus
einer Hohlstange 5, einem gelochten luftzufuhr enden Kopf 6 und Zentrierrollen 7
besteht. Der IIohlstange 5, die während der Bewegung des metallrohres 1 unbeweglich
bleibt, wird Luft mit Raumtemperatur zugefuhrt.
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Die aus dem gelochten Kopf 6 austretende Luft ktihlt den erweichten
Glasüberzug des aus dem Erhitzer herausgetretenen
Rohrteiles intensiv ab. Je nach der Abkühlung erreicht das Glas eine Temperatur,
bei welcher es elastische Verformung gewinnt. Die Metalirohre, welche sich entsprechenddem
Heraustreten aus dem Erhitzer abkühlen, sind bestrebt, ihre ursprünglichen Abmessungen
anzunehmen, und pressen den Glasüberzug zusammen.
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Die Pressungskraft, mit welcher das Glas durch die Metallrohre beeinflußt
wird, wird desto größer sein, je frtiher das Glas elastische Eingenschaften # nach
dem Heraustreten des Metallrohres aus dem Erhitzer 3# gewinnen wird.
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An dem anderen Ende des Metallrohres 1 wird eine Glasflasche 8 mit
ihrem offenen Ende derart eingesetzt, daß dieses offene Ende der Glasflasche in
die vorhergehende Glasflasche t
am hinteren Ende derselben eingeht.
Dann wird das Metallrohr 1 zusammen mit den Glasflachen durch den Erhitzer 3 mit
einer Geschwindigkeit bewegt, die fwr die Erweichung des Glases ausreicht, wobei
das Rohr gleichzeitig um die eigene Achse gedreht wird.
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So, zum Beispiel, sollen für ein Rohr mit einem Durchmesser von 2,5"
die Geschwindigkeit der fortschreitenden BeegLn 18 bis 20 cm/min, und die Geschwindigkeit
der Drehbewegung - eine Umdrehung pro 1 m der Verschiebung des Rohres betragen.
Dabei wird wShrend der Bewegung des Rohres durch den Erhitzer der übrige Teil der
Glasflasche erhitzt, unter der Einwirkung der Druckluft aufgeblasen und an die Innenfläche
des metallrohres 1 dicht angedrückt. Dabei wird diese Glasflasche in die vordere
Stirnwand der Glasflasche 8 hinein aufgeschlossen, mit welcher sie ein Ganzes bildet.
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Je nach der Bewegung des Ltetallrohres 1 mit Glasflaschen durch den
erhitzer 3 werden an dieses Rohr mittels Kupplungen 9 andere Metallrohre 10 aufeinanderfolgend
angeschlossen, wobei diese Metallrohre gleichzeitig nach dem oben beschriebenen
Verfahren mit Glasflaschen gefüllt werden.
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Nachdem das ganze erste Metallrohr 1 aus dem Erhitzer 3 herausgetreten
ist, wird aus diesem Rohr die Anlage zur Luftzuführung herausgenommen, das Rohr
1 wird vom Rohr 10 abgetrennt, und die Anlage für die Luftzuführung wird an das
Rohr 10 angeschlossen.
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Die Aufrechterhaltung des erforderlichen Druckes innerhalb des Letallrohres,
die Schaffung von bestimmten Bedingungen für die Abkühlung des Glases, und die damit
verbundene Regelt der Pressungskraft des Metallrohres, durch welche das Glas beeinflußt
wird, werden durch die Xnderung des Verbrauches der Luft durch den gelochten Kopf
6, sowie auch durch die änderung der Anordnung desselben entlang der Achse des Metallrohres
1 vorgenommen.
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Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte auf Glastiberzug
der Innenfläche von N;etallrohrenweist hohe mechlnische Eigenschaften auf; die Zugfestigkeit
der mit Glas überzogenen Rohre vergrößert sich im Vergleich zu den Rohren, die mit
Glas ohne Abkühlung überzogen wurden, um 7 bis 8%.
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Das oben beschriebene Verfahren wurde auch zum Glasüberziehen der
Innenfläche von einzelnen röhrenförmigen Metallerzeugnissen, die mit mehreren Glasflaschen
gefüllt sinds sowie auch von einzelnen röhrenförmigon metallerzeugnissen, die mit
einer Glasflasche auf deren gesamterLaage gefüllt sind, mit Erfolg angewendet.
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Unabhängig davon, ob das röhrenförmige Erzeugnis beim Uberziehen
dieses Erzeugnisses mit Glas im Ofen unbeweglich bleibt oder bewegt wird, wird die
Abkühlung der Innenfläche des aus dem Erhitzer herausgezogenen Teiles des Erzeugnisses
die Herstellung des genaniiten Effektes ermöglichen.