專利名稱：用于在玻璃管中固定玻璃管或玻璃棒螺旋體的位置的方法、玻璃管組合件及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及玻璃管或玻璃棒螺旋體在玻璃管內(nèi)的位置，所述玻璃管應(yīng)用 于(例如)熱交換器中或用于處理氣流(舉例來說，用于對叉流式熱交換器中的廢氣 的脫硫作用)。
背景技術(shù)：
本申請案所描述的其中玻璃管或玻璃棒螺旋體安裝在玻璃管內(nèi)側(cè)的玻璃管組合 件以許多不同的形式用于熱交換器中及對氣流的工藝處理中(舉例來說，強(qiáng)酸(例如 硫酸)的回收中)，例如，如歐洲專利申請案EP0 687 658 Al中或美國專利US6，340 414Bl中所描述，此兩者的內(nèi)容均以引用的方式明確包含于本文中，只要此有關(guān)于所 請求的本發(fā)明的潛在應(yīng)用。
在此工藝的結(jié)束階段中冷卻熱酸性氣流通常是必須的。此通過使用包括套管及布 置在所述套管內(nèi)側(cè)的螺旋管的冷凝器組合件來實現(xiàn)。所述螺旋體提供大表面面積且同 時確保流經(jīng)所述套管的氣體的漩渦混合。此用于冷凝出酸化合物或無機(jī)酸，接著回收 所述酸化合物或無機(jī)酸。冷凝到所述螺旋管上的經(jīng)冷凝的酸化合物或酸由于重力而向 下流到所述套管內(nèi)且被收集在收集容器中。
美國專利5,639,288揭示一種用于在套管中固定螺旋管的方法，其中經(jīng)由安裝在 所述套管內(nèi)側(cè)的導(dǎo)管將細(xì)玻璃管引入到具有較大內(nèi)徑的套管中。所述導(dǎo)管位于所述套 管內(nèi)的受熱區(qū)域中，在所述受熱區(qū)中所插入的玻璃管被加熱到其軟化溫度。所述導(dǎo)管 具有彎曲出口，以便使被連續(xù)地引入到所述導(dǎo)管及所述受熱地帶中的玻璃管變形為螺 旋體。使所述套管旋轉(zhuǎn)致使所述玻璃管(以此方式賦予其螺旋形式)以螺旋形式使其 本身附接到所述套管的內(nèi)面。由于所述玻璃管被加熱到其軟化點，因此在所述套管與 所述玻璃管螺旋體之間形成材料接合。
的確，可通過此方法可靠地固定所述玻璃管螺旋體的位置。然而，僅在一個方向上簡單地定位所述玻璃管螺旋體以免發(fā)生軸縱向位移對于其中所述套管通常為垂直布 置的上述類型的應(yīng)用將是不充足的。整個方法相對復(fù)雜且不準(zhǔn)許在發(fā)生所述玻璃管螺 旋體的不規(guī)則布置或與所需配置的其它偏差的情況下進(jìn)行返工。
也可在玻璃管中使用外部的下端處的圓周錐形來緊固所述玻璃管螺旋體以免發(fā) 生軸縱向位移，但此具有損害氣流及冷凝物到收集容器中的排入的不合需要的效果。
或者，從現(xiàn)有技術(shù)中已知懸掛于經(jīng)垂直布置的外部玻璃管中的不銹鋼螺旋管的使 用。然而，當(dāng)處理高酸氣流時，所述不銹鋼及懸掛所述不銹鋼螺旋體的材料受腐蝕， 從而顯著地降低處理所述氣流的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供可以簡單且成本有效的方式在外部玻璃管中可靠地固定玻 璃管或玻璃棒螺旋體的位置的一種方法及一種玻璃管組合件。本發(fā)明的進(jìn)一步方面有 關(guān)于此類玻璃管組合件的優(yōu)選應(yīng)用。
通過根據(jù)技術(shù)方案1的方法、通過根據(jù)技術(shù)方案14的玻璃管組合件及通過根據(jù) 技術(shù)方案25的應(yīng)用來解決以上所列出的問題。其它有利的實施例是所附權(quán)利要求書的 標(biāo)的物。
因此，本發(fā)明是基于一種用于在玻璃管中固定玻璃管或玻璃棒螺旋體的位置的方 法，其中所述玻璃管或玻璃棒包括具有指定外部直徑W的螺旋狀玻璃管或玻璃棒區(qū)段 且所述玻璃管具有大于所述螺旋玻璃管或玻璃棒區(qū)段的外徑W的內(nèi)徑。根據(jù)本發(fā)明， 在所述玻璃管的內(nèi)表面上給所述玻璃管提供未完整地在圓周上形成(即，不圍繞所述 玻璃管的整個圓周延伸)的至少一個突出部，以使得形成小于所述玻璃管或玻璃棒螺 旋體的指定外徑W的具有內(nèi)部寬度w的錐形玻璃管區(qū)段。
通過選定的玻璃管組合件的尺寸來可靠地防止所述玻璃管或玻璃棒螺旋體通過 所述錐形玻璃管區(qū)段非故意地滑出或旋轉(zhuǎn)出?？珊唵蔚厍页杀居行У匦纬纱祟愬F形玻 璃管區(qū)段，如下文更詳細(xì)描述。由于根據(jù)本發(fā)明所述至少一個突出部不在整個內(nèi)部圓 周上且尤其優(yōu)選地僅在所述外部玻璃管的內(nèi)部圓周的相對小的部分上延伸，因此根據(jù) 本發(fā)明將在所述外部玻璃管中處理的氣流的流動行為將僅在微小程度上受影響。此外， 可引導(dǎo)冷凝物基本無阻礙地穿過有關(guān)突出部進(jìn)入到下游收集容器中。
根據(jù)進(jìn)一步實施例，所述玻璃管的錐形區(qū)段在所述玻璃管的縱向方向上的總長度 至少同所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的節(jié)距一樣大。此特征意味著可以可靠地防止所述 玻璃管或玻璃棒螺旋體從所述外部玻璃管中旋轉(zhuǎn)出。
根據(jù)進(jìn)一步實施例，所述突出部在所述玻璃管的縱向方向上延伸，即使根據(jù)本發(fā) 明所述突出部的版本基本上可能相對于所述玻璃管的縱向方向成角度、彎折、彎曲或 呈螺旋形式，但只要可靠地防止所述玻璃管或玻璃棒螺旋體通過所述玻璃管的錐形區(qū) 段非故意地滑動即可。根據(jù)優(yōu)選實施例，多個突出部形成于所述外部玻璃管的內(nèi)表面上，更明確地說， 所述突出部可布置成彼此相距規(guī)則的角距離。在更尤其優(yōu)選的設(shè)計中，兩個突出部直 徑上彼此相對地形成于所述玻璃管的內(nèi)表面上。
根據(jù)進(jìn)一步實施例，形成至少兩個突出部，所述突出部不沿整個圓周延伸且在所 述玻璃管的縱向方向上彼此偏移地布置。所述突出部可在所述玻璃管的縱向方向上對 準(zhǔn)，但也可在所述玻璃管的圓周方向(即，垂直于所述玻璃管的縱向方向)上彼此相 對交錯地布置。在此類實施例中，通過使所述突出部的長度小于所述玻璃管或玻璃棒 螺旋體的節(jié)距且使所述突出部在所述玻璃管的縱向方向上彼此相對偏移不等于所述玻 璃管或玻璃棒螺旋體的節(jié)距的距離來防止所述螺旋玻璃管或玻璃棒區(qū)段從所述玻璃管 中非故意地滑出或旋轉(zhuǎn)出。
基本上可設(shè)想用于形成適當(dāng)突出部的其中可實現(xiàn)所述外部玻璃管的截面的有效 減少的任何方法。根據(jù)第一實施例，通過在所述玻璃管圍繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)的同時將所 述管加熱到可使所述外部玻璃管的材料變形的溫度、通過使用形成工具從外側(cè)壓印縱 向凹部及通過對經(jīng)變形玻璃管區(qū)段的后續(xù)受控冷卻來形成每一突出部。受控冷卻的目 的是減小經(jīng)變形區(qū)中的應(yīng)力。
根據(jù)替代實施例，通過在所述玻璃管圍繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)的同時加熱所述管及通過 將所述玻璃管吹入到兩個或兩個以上部分的耐熱沖模中來形成每一突出部，所述沖模 優(yōu)選地由石墨組成且在所述形成操作期間包封所述玻璃管。此處可通過擠壓所述沖模 及/或通過在壓力或真空下施加空氣來支持所述成形工藝。當(dāng)將所述外部玻璃管吹入到 以上所提及的沖模中時，所述沖模局部地受熱以使得所述管可變形到所需的程度，其 中從103到107的范圍中的延展性是優(yōu)選的。
根據(jù)進(jìn)一步替代實施例，也可通過將橢圓形玻璃片熔化到所述玻璃管的內(nèi)表面上 來形成有關(guān)突出部。
在任何情況下，如果經(jīng)變形區(qū)的區(qū)域中的最薄壁厚度不小于所述外部玻璃管的標(biāo) 稱壁厚度的0.4倍，則所述外部玻璃管將具有充足強(qiáng)度。此處所述突出部、更明確地 說經(jīng)變形區(qū)域在圓周方向上的總寬度總計小于所述玻璃管的內(nèi)圓周的50%。
因此，本發(fā)明的進(jìn)一步方面有關(guān)于一種根據(jù)以上所描述的方法制造的玻璃管組合 件，更明確地說一種應(yīng)用于熱交換器中或用于處理流經(jīng)所述外部玻璃管的氣體的玻璃 管組合件。提供所述玻璃管或玻璃棒螺旋體以增強(qiáng)冷凝器的性能，即增大熱交換器表 面及漩渦混合所述氣流。流經(jīng)所述外部玻璃管的介質(zhì)中所含有的液體冷凝于所述玻璃 管或玻璃棒螺旋體上且逆著所述氣流的流動方向沿所述玻璃管或玻璃棒螺旋體及所述 玻璃管的內(nèi)壁向下流到收集容器中。
根據(jù)本發(fā)明的固定使所述外部玻璃管的截面相對輕微地變窄且因此不再那么嚴(yán) 重地影響流率及阻力。在冷凝器中具有相同管道量的情況下，此允許較高的通過速率 及較高性能。


下文將在實例的基礎(chǔ)上且參照附圖來描述本發(fā)明，根據(jù)附圖，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員將明了其它益處、特征及將解決的問題。圖式顯示
圖1 在示意性截面表示中的根據(jù)本發(fā)明的玻璃管組合件；
圖2a 在示意性側(cè)視圖及部分截面圖中的根據(jù)圖1的玻璃管組合件中的通過
根據(jù)本發(fā)明的方法所形成的玻璃管的錐形區(qū)段； 圖2b 沿根據(jù)圖2a的線A-A的截面圖2c 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實施例的玻璃管組合件中的玻璃管的錐形區(qū)段的圖
解性部分側(cè)視圖；及 圖2d 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實施例的玻璃管組合件中的玻璃管的錐形區(qū)段的圖
解性部分側(cè)視圖。
圖中的相同參考符號用于辨識相同元件或元件群組或那些具有基本相同效果的 元件群組。
具體實施例方式
根據(jù)圖1，形成為筆直區(qū)段4的玻璃管螺旋體5布置在垂直延伸的外部玻璃管2 中。此筆直區(qū)段的長度也可忽略不計。在外部玻璃管2的區(qū)域中，優(yōu)選地接近其垂直 下端，形成錐形玻璃管區(qū)段3，在所圖解說明的實施例中，錐形玻璃管區(qū)段3包括直 徑上彼此相反且在玻璃管2的縱向方向上延伸的兩個縱向凹部3,兩個凹部3 —同確 定小于玻璃管螺旋體5的最大外側(cè)尺寸W的最小內(nèi)部寬度w。為防止玻璃管螺旋體5 從外部玻璃管2中旋轉(zhuǎn)出，所述錐形玻璃管區(qū)段在玻璃管2的縱向方向上的長度d大 于玻璃管螺旋體5的節(jié)距D。替代所圖解說明的玻璃管螺旋體5，顯而易見，也可在 外部玻璃管2中裝配由玻璃棒形成的螺旋體。
在熱交換器中或用于氣體的工藝處理(例如美國專利US 5,639,288、歐洲專利申 請案EP 0 687 658 Al或美國專利US 6,340,414 Bl中所描述)的指定應(yīng)用的情況下， 氣流流經(jīng)所述外部玻璃管，其中流動方向由圖1中的箭頭圖解性地指示。冷凝物沉積 于玻璃管螺旋體5的表面上且沿玻璃管螺旋體5并在外部玻璃管2的內(nèi)壁上垂直向下 流動以被收集于布置在玻璃管組合件1下方的容器中。
可通過在外部玻璃管2正圍繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)的同時加熱外部玻璃管2及通過借助 對應(yīng)形狀的形成工具從外側(cè)進(jìn)行擠壓以及通過對所述玻璃管的經(jīng)變形區(qū)段的后續(xù)受控 冷卻來形成根據(jù)圖1的縱向凹部3?；蛘撸部稍谶m當(dāng)?shù)募訜嶂笸ㄟ^將外部玻璃管2 吹入到兩個或兩個以上部分的耐熱沖模中來形成此類縱向凹部，更明確地說，所述沖 ?？捎墒M成且其在所述形成操作期間包封所述玻璃管?；蛘撸€可通過將橢圓形 玻璃片(例如，玻璃棒)熔化到所述管上來形成此類內(nèi)部突出部。
根據(jù)圖2a，縱向凹部3形成有鏡像對稱且形成有圓形端區(qū)域。縱向凹部3在外部玻璃管2的縱向方向上延伸?？v向凹部3的寬度Wc可以是幾毫米，縱向凹部3的總 長度w與玻璃管螺旋體5的節(jié)距D (參照圖1)協(xié)調(diào)且優(yōu)選地大于節(jié)距D。
圖2b圖解說明縱向凹部3的截面形式。這些凹部具有基本平坦的基底且采取具 有在徑向上向內(nèi)延伸的側(cè)壁的槽的整體形式，所述側(cè)壁通過經(jīng)修圓形成的區(qū)過渡到所 述基底或所述玻璃管的外部壁中。根據(jù)圖2b，此處使變形如此大以致使槽形縱向凹部 3的深度Tc大于外部玻璃管2的標(biāo)稱壁厚度。必須注意確?？v向凹部3的區(qū)中的最薄 壁厚度不小于外部玻璃管2的標(biāo)稱壁厚度的0.4倍以確保充足強(qiáng)度。
圖2c顯示根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實施例的玻璃管組合件的玻璃管的錐形區(qū)段的部分 側(cè)視圖。根據(jù)圖2c，在玻璃管的錐形區(qū)段中形成具有相同輪廓的兩個縱向凹部3a、 3b。 縱向凹部3a、 3b在所述玻璃管的縱向方向上彼此相對偏移不等于玻璃管或玻璃棒的螺 旋區(qū)段的節(jié)距(未對其本身進(jìn)行圖解說明)的距離s。以此方式，可以可靠地防止螺 旋狀玻璃管或玻璃棒區(qū)段和因此將被固定在適當(dāng)位置中的玻璃管或玻璃棒螺旋體使其 本身旋轉(zhuǎn)出?？v向凹部3a、 3b還在圓周方向(即，垂直于所述玻璃管的縱向方向)上 彼此相對偏移。
圖2d在部分側(cè)視圖中顯示對根據(jù)圖2d的玻璃管組合件的修改的錐形玻璃管區(qū) 段，其中縱向凹部3a、 3b在玻璃管2的縱向方向上對準(zhǔn)，但在別的方面形成為使用圖 2c的以上所描述的那樣。
優(yōu)選地使用硼硅酸鹽玻璃來制造所述玻璃管組合件，因為這些玻璃對化學(xué)侵蝕具 有極高的抵抗性。顯而易見，以上所描述的錐形玻璃管區(qū)段也可在外部玻璃管中布置 在螺旋狀玻璃管或玻璃棒區(qū)段上面及下面以在兩個相反方向上緊固所述玻璃螺旋體以 免發(fā)生縱向位移。
參考編號列表
1玻璃管組合件
2玻璃管/套管
3玻璃管的縱向凹部/錐形區(qū)段
3a縱向凹部
3b縱向凹部
4細(xì)玻璃管
5玻璃螺旋體
Wc縱向凹部3的內(nèi)部寬度
Rc縱向凹部3的曲率半徑
Bc玻璃管2的縱向凹部與端之間的距離
Tc縱向凹部3的深度
d縱向凹部3的長度
S兩個縱向凹部之間的間距。
權(quán)利要求
1、一種用于在玻璃管中固定玻璃管或玻璃棒螺旋體的位置的方法，其中所述玻璃管或玻璃棒螺旋體包括具有指定外徑W的螺旋狀玻璃管或玻璃棒區(qū)段，在所述方法中在所述玻璃管的內(nèi)部表面上給所述玻璃管提供不圍繞其整個圓周延伸的至少一個突出部，以使得具有指定內(nèi)部寬度w的玻璃管的錐形區(qū)段經(jīng)形成而小于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述指定外徑W。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中每一突出部在所述玻璃管的縱向方向上延伸。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成兩個直徑上相反的突出部以形成玻璃管 的所述錐形區(qū)段。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中玻璃管的所述錐形區(qū)段的總長度d至少同所 述玻璃管或玻璃棒螺旋體的節(jié)距D —樣大。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成至少兩個突出部，所述至少兩個突出部 不圍繞所述整個圓周延伸以形成所述玻璃管的所述錐形區(qū)段且在所述玻璃管的所述縱 向方向上彼此偏移。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述兩個突出部在所述玻璃管的所述縱向方 向上對準(zhǔn)或在垂直于所述玻璃管的所述縱向方向的圓周方向上彼此偏移。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述突出部的相應(yīng)長度d'小于所述玻璃管或 玻璃棒螺旋體的所述節(jié)距D且所述突出部在所述玻璃管的所述縱向方向上彼此相對偏 移不等于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述節(jié)距的距離s。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過在所述管圍繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)的同時加熱 所述玻璃管、通過使用形成工具從外側(cè)壓印縱向凹部以及通過對玻璃管的經(jīng)變形區(qū)段 的后續(xù)受控冷卻來形成每一突出部。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過在所述玻璃管圍繞其縱向軸旋轉(zhuǎn)的同時 加熱所述管及通過將所述玻璃管吹入到兩個或兩個以上部分的耐熱沖模中來形成每一 突出部，所述沖模優(yōu)選地由石墨組成且在所述形成操作期間包封所述玻璃管。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中將所述沖模置于壓力下且/或此處通過在壓力 或真空下施加空氣來支持所述形成過程。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中通過將玻璃片熔化到所述玻璃管的所述內(nèi)表 面上來形成每一突出部。
12、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中每一突出部的區(qū)域中的最薄壁厚度不小于所 述玻璃管的標(biāo)稱壁厚度的0.4倍。
13、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述玻璃管的所述內(nèi)表面上的所述突出部的 總寬度小于所述玻璃管的內(nèi)圓周的50%。
14、 一種玻璃管組合件，其包括外部玻璃管及布置在所述玻璃管內(nèi)側(cè)的玻璃管或 玻璃棒螺旋體，所述組合件具有經(jīng)界定外徑的所述玻璃管或玻璃棒的螺旋區(qū)段，在所 述玻璃管組合件中所述玻璃管具備形成于其內(nèi)表面上的至少一個突出部，所述突出部不圍繞其整個 圓周延伸，使得玻璃管的錐形區(qū)段形成有小于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述經(jīng)界 定外徑W的經(jīng)界定內(nèi)部寬度w。
15、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中每一突出部在所述玻璃管的縱向 方向上延伸。
16、 如權(quán)利要求15所述的玻璃管組合件，其中兩個突出部彼此相對地形成于所 述玻璃管的所述內(nèi)表面上。
17、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中形成至少兩個突出部，所述至少 兩個突出部不圍繞其整個圓周延伸以形成所述玻璃管的所述錐形區(qū)段且在所述玻璃管 的所述縱向方向上彼此偏移地布置。
18、 如權(quán)利要求17所述的玻璃管組合件，其中所述兩個突出部在所述玻璃管的 所述縱向方向上對準(zhǔn)或在垂直于所述玻璃管的所述縱向方向的圓周方向上彼此偏移。
19、 如權(quán)利要求17所述的玻璃管組合件，其中所述突出部的相應(yīng)長度d'小于所 述玻璃管或玻璃棒螺旋體的節(jié)距D且所述突出部在所述玻璃管的所述縱向方向上彼此 相對偏移不等于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述節(jié)距的距離s。
20、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中玻璃管的所述錐形區(qū)段的總長度d 至少同所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述節(jié)距D —樣大。
21、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中每一突出部是通過使所述玻璃管 的壁變形而形成的。
22、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中每一突出部是通過將玻璃片熔化 到所述玻璃管的所述內(nèi)表面上而形成的。
23、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中每一突出部的區(qū)域中的最薄壁厚 度不小于所述玻璃管的標(biāo)稱壁厚度的0.4倍。
24、 如權(quán)利要求14所述的玻璃管組合件，其中所述玻璃管的所述內(nèi)表面上的所 述突出部的總寬度小于所述玻璃管的內(nèi)圓周的50%。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于在應(yīng)用于對氣流的工藝處理的玻璃管(2)中固定玻璃棒螺旋體(5)的位置的方法，其中所述玻璃棒螺旋體包括具有指定外徑(W)的螺旋狀玻璃管或玻璃棒區(qū)段(5)，在所述方法中，在所述玻璃管(2)的內(nèi)部表面上給其提供不圍繞其整個圓周延伸的至少一個突出部(3)，以使得具有指定內(nèi)部寬度(w)的玻璃管的錐形區(qū)段經(jīng)形成而小于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的指定外徑(W)。所述突出部在所述玻璃管的縱向方向上延伸且具有大于所述螺旋玻璃管或玻璃棒區(qū)段(5)的節(jié)距的長度?；蛘撸谒霾ＡЧ艿膬?nèi)表面上彼此相對偏移地提供多個突出部，所述突出部的長度小于所述螺旋玻璃管或玻璃棒區(qū)段的所述節(jié)距，其中所述突出部在所述玻璃管(2)的所述縱向方向上偏移不等于所述玻璃管或玻璃棒螺旋體的所述節(jié)距的距離(s)。借此，可以可靠地防止所述玻璃管或玻璃棒螺旋體從所述玻璃管中滑出或旋轉(zhuǎn)出。
文檔編號C03B23/00GK101613176SQ20091015020
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者卡羅拉·施耐德, 弗倫茨·富爾克爾, 弗倫茨·雅格, 賴納·巴爾奇, 馬庫斯·里德爾 申請人:史考特公司