Gemahlenes Glasgelenk
Gemahlene Glasfugen werden in Laboratorien verwendet, um schnell und einfach mit austauschbaren tauschbaren, üblich verfügbaren Teilen mit und einfach zu entspannen. Zum Beispiel a Rundkolben, Liebig -Kondensator, und Ölbubbler mit Erdglasfugen können schnell zusammengefügt werden, um Reflux ein Reaktionsgemisch. Dies ist eine große Verbesserung im Vergleich zu älteren Methoden für maßgefertigte Glaswaren, die zeitaufwändig und teuer waren oder weniger chemisch resistent und hitzebeständig Korken oder Gummi -Stümpfe und Glasrohre als Gelenke, die sich auch Zeit brauchten, um sich vorzubereiten.
Eines der Glaswarenelemente, die eingeschlossen werden müssen, hätte eine innere (oder männlich) gemeinsam mit der gemahlenen Glasoberfläche nach außen und der andere hätte eine äußere (oder weiblich) gemeinsam einer entsprechend passenden Verjüngung mit dem Mattglas Oberfläche nach innen. Um die hohlen Innenräume der Glaswarenkomponenten zu verbinden, sind gemahlene Glasfugen innen hohl und an den Enden offen, mit Ausnahme von Stopper.
Geschichte
Rohölversionen von konisch verjüngten Bodenglasfugen werden seit einiger Zeit hergestellt, insbesondere für Stopper für Glas Flaschen und Retorten. Rohglasfugen konnten immer noch dazu hergestellt werden, die beiden Teile einer Verbindung gegeneinander zu schleifen. Dies führte jedoch zu Variationen zwischen den Fugen und würden nicht gut versiegeln, wenn sie mit einer anderen Verbindung kombiniert werden. Heutzutage können gemahlene Glasfugen genau zu einer reproduzierbaren Verjüngung oder einer reproduzierbaren Verjüngung oder einer Form derselben Spezifikation vollständig austauschbar sein.
Gemeinsame Typen
Zwei allgemeine Arten von Erdglasfugen werden ziemlich häufig verwendet: Fugen, die leicht konisch und verjüngt und Ball und Steckdose Gelenke (manchmal als sphärische Gelenke bezeichnet).
Konisch verjüngte Gelenke
Die konisch verjüngten Bodenglasfugen haben normalerweise eine 1:10 -Verjüngung und werden häufig mit einem Symbol beschriftet ST, bestehend aus einem Kapital T, das auf einem Kapital S überlagert ist, was "Standard -Verjüngung" bedeutet. Auf diesem Symbol folgt eine Nummer, ein Schrägstrich und eine andere Zahl. Die erste Zahl repräsentiert den äußeren Durchmesser (OD) in Millimetern am breitesten Punkt des inneren (männlichen) Gelenks. Die zweite Zahl repräsentiert die gemahlene Glaslänge der Verbindung in Millimetern.[1] International die ISO -Größen[2] werden mit 14/23, 19/26 und 24/29 in Forschungslabors sehr häufig verwendet, wobei 24/29 am häufigsten ist. In den USA die ASTM -Größen[3] (entspricht dem jetzt veralteten kommerziellen Standard 21) werden mit üblichen Größen 14/20, 19/22, 24/40 und etwas 29/42 verwendet. In den USA ist 24/40 am häufigsten.
In voller Länge Mittlere Länge Kurze Länge Internationale Länge ASTM E 676-02 (veraltet CS 21) ISO 383 (ISO K-6-Serie) 5/12 5/8 5/13 7/25 7/15 7/10 7/16 10/30 10/18 10/7 und 10/10 10/19 12/30 12/18 12/10 12/21 14/35 14/20 14/10 14/23 19/38 19/22 19/10 19/26 21/28 24/40 24/25 24/12 24/29 29/42 29/26 29/12 29/32 34/45 34/28 34/12 34/35 40/50 40/35 40/12 40/38 45/50 45/12 45/40 50/50 50/12 50/42 55/50 55/12 60/50 60/12 60/46 71/60 71/15 71/51 85/55 100/60 103/60
Andere Arten
- Zapfen mit Kegelspitze
- Zapfen mit kurzer Kegelspitze
- Zapfen mit Winkelspitze
- Zapfen und Steckdosen, in voller Länge mit Bezeichnungen ST 5/20, 25.07.25, 10/30, 12/32, 14/35, 19/38, 24/40, 29/42, 34/45, 40/50 45/50, 50/50 und 55/50
- Zapfen, volle Länge mit Kegelspitze
- Röhrchen mit Steckdose und Kegel
Kugelgelenke
Für Ball-and-Socket-Gelenke (auch als kugelförmige Gelenke bezeichnet) ist das Innengelenk eine Kugel und das äußere Gelenk ist eine Steckdose, beide Löcher, die zum Innenraum ihrer jeweiligen Röhrenden führen, an denen sie verschmolzen sind. Die Kugelspitze ist eine Hemisphäre mit einer Erdglasoberfläche außen, die in die Steckdose passt, auf der sich die Erdglasoberfläche innen befindet. Diese Art der Verbindung trennt sich frei und muss mit einer Klemme zusammengehalten werden. Ball-and-Socket-Gelenke werden mit einem Größencode gekennzeichnet, der aus einer Zahl, einem Schrägstrich und einer anderen Zahl besteht. Die erste Zahl repräsentiert den äußeren Durchmesser in Millimetern des Balls an seiner Basis oder den Innendurchmesser in Millimetern an der Spitze der Steckdose, in beiden Fällen, in denen die Durchmesser ihr Maximum in den Gelenken sind.
Die zweite Zahl repräsentiert den inneren Durchmesser des Lochs in der Mitte der Kugel oder Steckdose, was zum Innendurchmesser des bis zur Verbindung verschmolzenen Rohrs führt.[1]
Wenn die mit Glaswaren hergestellten Winkelstandard -Taper -Fitnes nicht perfekt eingestellt sind, ist das Glas extrem starr und spröde, was ein Bruchrisiko für einige Setups darstellt. Eine Kugel- und Steckdosenverbindung ermöglicht eine gewisse Flexibilität in den Paarungswinkeln der zusammengefügten Teile, was bei schweren Flaschen oder langen Glaswarenstücken besonders wichtig sein kann, die ansonsten schwer zu unterstützen und möglicherweise unter Biegelasten zu schnappen würden. Ein häufiges Beispiel hierfür ist der Sammelkolben eines Rotationsverdampfers, dessen Gewicht beim Füllen erheblich zunimmt. Ein Ball und eine Steckdose ermöglicht es dem Kolben, sich selbst zu säumen, ohne eine Biegelast auf die Verbindung zu legen. Eine solche Steckdose könnte auch für einen größeren, aber typischen Destillationsaufbau am Kopf und vor dem Kondensator verwendet werden. Dies ermöglicht die lange Zeitspanne des Kondensators, der nicht perfekte Winkel der Empfangsbiegung und der Füllkolben leichter unterstützt werden, da ihr Winkel mit dem Standkopf einige Freiheit der Positionierung aufweist.
Sie können auch als Hälse an Produktionsflaschen der Pilotanlage gefunden werden, an denen große Volumina und Massen vorhanden sind, und an einigen Schlenk -Linien, wo die langen Spannweite feiner Glas von ein wenig Flexibilität zwischen den Teilen profitieren. Im Allgemeinen sind Ball und Sockets bei der Betrachtung kleinerer Glaswaren von Standardverjüngungen weit überlegen.
Flache Verbindungen
Für flache Verbindungen ist die Kante eines Rohrs flach senkrecht zum Röhrchen gemahlen und gegen eine ähnliche flache Oberfläche gedrückt, wobei die Paarungskraft von einer äußeren Klemme aufgetragen wird. Der Rand des Fugens ist ausgebildet, manchmal in einen weiten Flansch, um eine größere Oberfläche zu geben, damit die Verbindung überdurchschnittlich ist. Abgesehen von Gelenken mit a Dichtung oder O-RingDies ist die einzige Art von Grundglasgelenk, die für sehr große Durchmesser verwendet wird, da an diesen Skalen konische Gelenke für die Herstellung unpraktisch werden und anfällig für Bindung sind. Flachverbindungen sind hauptsächlich an großen Säulen und Reaktionsgefäßen zu sehen, obwohl sie in kleineren Anwendungen wie Flaschen mit abnehmbaren Deckeln verwendet werden. Glas Vakuumentkoßer Verwenden Sie eine flache Bodenglasgelenk, um ihre breiten Deckel zu versiegeln.
Verbindungen
Fadenverbindungen
Runde leicht spiralförmige Gewindeanschlüsse sind an röhrenförmigen Glaszügen möglich. Ein solches Glasfaden kann sich nach innen oder außen begegnen. Bei Verwendung wird das Glasgewinde in oder in nicht-glasgewindees Material wie Plastik eingedrungen. Glasfläschchen haben typischerweise Außengewindeglasöffnungen, auf die Kappen aufgeschrieben werden können. Flaschen und Gläser, in denen Chemikalien verkauft, transportiert und gelagert werden, haben normalerweise Gewindeöffnungen, die sich außen gegenübersehen und nicht-Glass-Kappen oder Deckel entsprechen.
Schlauchverbindungen
Laborglaswaren wie z. Buchner Flaschen und LiebigkondensatorenMöglicherweise servieren röhrenförmige Glasspitzen als Schlauchanschlüsse mit mehreren geruchten Schlauchrangen um den Durchmesser in der Nähe der Spitze. Dies ist so, dass die Spitzen das Ende eines Gummi- oder Plastikrohrs montieren können, um die Glaswaren mit einem anderen System wie einem Vakuum, einer Wasserversorgung oder einem Abfluss zu verbinden. Ein spezieller Clip kann über das Ende des flexiblen Röhrchens platziert werden, der die Steckerspitze umgibt, um zu verhindern, dass der Schlauch vom Stecker abrutscht.
Eine Reihe von Marken, einschließlich Schnelle Passform, haben begonnen, Fadenverbindungen für Schlauchfalben zu verwenden. Dadurch kann der Barb aus den Glaswaren, der Schlauch eingeschoben und das Setup wieder zusammengeschraubt werden. Dies hilft zu vermeiden, versehentlich das Glas zu brechen und dem Chemiker möglicherweise ernsthaft zu schaden, wie manchmal beim Schieben der Schläuche direkt auf das Glas.
Adapter
Für Standard-Verjüngerverbindungen oder Ball-and-Socket-Gelenke werden innere und äußere Verbindungen mit den gleichen Zahlen zusammengefügt. Wenn die Gelenkgrößen unterschiedlich sind, gemahlenes Glas Adapter Kann dazwischen verfügbar sein (oder hergestellt) sein, um sie zu verbinden. Spezielle Clips oder Prise -Klemmen können um die Gelenke platziert werden, um sie an Ort und Stelle zu halten.
Round-Bottom-Kolben oft eine oder mehrere kontliche gemahlene Glasgelenköffnungen haben oder Hälse. Herkömmlicherweise sind diese Gelenke an den Teilen des Kolbens Außenverbindungen. Andere Adapter wie Destillationsköpfe und Vakuumadapter werden mit Fugen hergestellt, die zu dieser Konvention passen. Wenn ein Kolben oder ein anderer Behälter ein zusätzliches äußeres Erdglasgelenk aufweist, das für ein Experiment geschlossen werden muss, gibt es zu diesem Zweck häufig kontumierte innere Bodenglasstopper. In einigen Fällen können kleine hakenähnliche Glasvorsprünge auf den Rest des Glasgegenstandes in der Nähe einer Verbindung verschmolzen werden, damit eine Endschleife einer kleinen Feder befestigt werden kann, sodass die Feder die Gelenke vorübergehend zusammenhält. Die Verwendung einer besonderen sehr geringen Größe einer konisch verjüngten Anpassung für Glas-, Kunststoff- oder Metallteile, die als a genannt werden Luer -Anpassung oder Adapter ist weiter verbreitet. Ursprünglich wurden Luer -Armaturen verwendet, um den Hub einer Nadel mit a zu verbinden Spritze. Wo die Verwendung von Bodenglas ein Problem darstellt, wie in der Produktion oder Destillation von Diazomethan (Dies kann bei Kontakt mit raueren Oberflächen explodieren) Geräte mit glatten Glasfugen können verwendet werden.
Gemeinsame Clips
Um zu verhindern, dass eine Verbindung während eines Reaktionsprozesses trennt, können verschiedene Arten von Kunststoff- oder Metallklammern oder Federn verwendet werden, um die beiden Seiten zusammen zu sichern. Sie sind in einer Vielzahl von Materialien für verschiedene Temperatur- und chemische Umgebungen erhältlich.
1984 patentiert von Hermann Keck,[4] Plastikverbindungsklammern bestehen normalerweise aus Polyacetal, und sind gemäß den gemeinsamen Größen gefärbt. Polyacetal schmilzt bei einer einigermaßen niedrigen Temperatur (etwa 175 ° C) und beginnt etwa 140 ° C zu weich. Da Glaswarentemperaturen bis zu 250 ° C empfohlen werden, muss darauf geachtet werden, dass Clips aus diesem Material nicht verwendet werden, um Glas zusammenzuhalten, die diese heiß werden. Zu den typischen Problembereichen gehören ein Kolben über der Platte (der das Ende der Säule mit heißem Abbruch abgeben kann) und die Verbindung, die der Kondensator an den Standpunkt herstellt (was hohe Temperaturen erreicht und den Kondensator möglicherweise abfällt). Daher sollten an diesen Punkten unterschiedliche Clips verwendet werden, oder die Glaswaren sollten so geklemmt werden, dass diese Elemente nicht auseinanderrutschen oder den Clip nicht benötigen. Polyacetalclips leiden darin, dass das Material durch ätzende Gase stark beeinflusst wird. Dieser Effekt kann so dramatisch sein, dass der Clip in wenigen Minuten der Exposition gegenüber winzigen Mengen, die durch gerade gefettete, gemahlene Verjüngungen durchlaufen, auseinander fällt. Wichtig ist, dass dieser Fehlermodus plötzlich und ohne Vorwarnung ist.
Manchmal werden PTFE -Gelenkclips verwendet, da der empfohlene Temperaturpeak mit der der meisten praktischen Chemiearbeiten übereinstimmt. Seine stark träge Natur macht es auch gegen Verschlechterung der ätzenden Gase immun. Es ist jedoch sowohl teuer als auch mit der Produktion beginnen Perfluoroisobutylen wenn er über seine angegebene Temperatur hinaus erhitzt; Angesichts des Risikos, das das Ergebnis vorliegt, muss daher darauf geachtet werden, dies zu vermeiden. Gleiches gilt für die Verwendung von Krytox- und chemisch resistenten Molykote (PTFE -verdickten, fluorbasierten) Ölen und Fetts Glaswaren Siegel. Eine hohe Note rostfreier Stahl Joint Clip ist eine endgültige Option. Natürlich kann dies dem gesamten Temperaturspektrum von standhalten Borosilikatglas und ist einigermaßen inert. Die niedrigeren Grades von Edelstahl werden jedoch in Gegenwart der korrosiven Gase immer noch schnell angegriffen, und die Clips selbst sind oft so teuer wie PTFE.
Einige Glaswaren verfügen über Widerhaken (Devil's Hörner, Wikingerhelm), die die Seiten der Verjüngungen herausragen. Auf diesen werden kleine Federn aus rostfreiem Stahl verwendet, um das Gelenk zusammenzuhalten. Die Verwendung von Federn ist im Umgang mit positiven Drücken von besonderem Nutzen, da sie genügend Kraft für das Betrieb auftragen, um die Verjüngung zu öffnen, wenn ein unerwarteter Ausflug auftritt. Diese Methode wird als ziemlich altmodisch angesehen, wird jedoch immer noch für einige der bekanntesten und High-End-Glaswaren verwendet.
In Situationen, in denen die einfache Federwirkung von Metalldrähten oder Kunststoff nicht stark genug ist oder aus anderen Gründen nicht bequem ist, können Schrauben verwendet werden, um Verbindungen zusammenzuhalten. Plastikkragen[5] werden häufig auf mikroskaligen Geräten verwendet.
Hermetische Versiegelung
Eine dünne Schicht PTFE -Material oder Fett wird normalerweise auf die Bodenglasflächen angewendet, um angeschlossen zu werden, und die Innenverbindung wird in die Außenverbindung eingesetzt, so dass sich die Bodenglasflächen von jedem nebeneinander befinden, um die Verbindung herzustellen. Die Verwendung von diesem hilft ein gutes Siegel und verhindert, dass die Verbindung beschlagnahmt wird, sodass die Teile leicht zerlegt werden können. Obwohl Silikonfett Als Dichtmittel und Schmiermittel für die Verbindung von Erdglasfugen wird normalerweise als chemisch inert angenommen. Einige Verbindungen haben sich aus unbeabsichtigten Reaktionen mit Silikonen ergeben.[6][7]
Gefrorene Gelenke
Manchmal können konische Bodenglasfugen zusammengeschlossen werden, um den Benutzer daran zu hindern, sie zu drehen - dies wird als Gefrier- oder Verriegelungsverriegelung bezeichnet. Ball- und Sockelgelenke sind viel weniger anfällig, da sie mehr Rotationsgrade haben als ein konisches Gelenk. Dies kann aus verschiedenen Gründen geschehen:
- Mangel an Schmierung zwischen den beiden Glasoberflächen.[8] Wenn organische Lösungsmittel mit der Verbindung in Kontakt kommen, können sie das Fett langsam auflösen und eine trockene Glasglasoberfläche hinterlassen.[9]
- Die Exposition gegenüber einer starken Basis (Hydroxid, Phosphat usw.) kann einen Teil des SiO auflösen2 Oberfläche, erzeugen Kieselsäure (H4Siio4 / Si (OH)4)
- Feststoffe aus Reaktionsgemischen[9]
- Das Abkühlen versiegelter Gefäße zulassen, was ein Vakuum innerhalb der Verbindung erzeugt
- Starke differentielle Erwärmung oder Kühlung der Gelenkkomponenten, die verursachen können Schrumpfung.
Gefrorene Verbindungen können entfernt werden, indem Lösungsmittel in das Gelenk gearbeitet werden, während der Stopper rockt und die Außenverbindung erhitzt.[9][10] Oder den inneren Stopper abkühlen. Die letzten beiden Methoden verwenden die Eigenschaft von Wärmeausdehnung Um einen kleinen Raum zwischen den beiden Oberflächen zu schaffen. Es gibt auch spezielle Glasblutzwerkzeuge, um das Gelenk zu entlösen.[10]
Siehe auch
Verweise
- ^ a b "Glasblower -Komponenten: Gelenke und Stoppcocks". East Carolina University.
- ^ "ISO 383: 1976 (EN): Laborglaswaren - austauschbare konische Bodenverbindungen". Abgerufen 5. September, 2017.
- ^ "Standardspezifikation für austauschbare Taper-Boden-Gelenke1" (PDF). Abgerufen 5. September, 2017.[Permanent Dead Link]
- ^ US -Patent 4442572, Hermann Keck, "Clip für die Reparatur von männlichen und weiblichen Teilen der Erdglasgelenke", herausgegeben 1984-04-17
- ^ "Gewinde Grundglas gemeinsame Tutorial". Sigma-Aldrich. Abgerufen 8. Januar, 2012.
- ^ Haiduc, I., "Silikonfett: Ein Serendipitus-Reagenz zur Synthese exotischer molekularer und supramolekularer Verbindungen", Organometallics 2004, Band 23, S. 3-8. doi:10.1021/om034176w
- ^ Lucian C. Pop und M. Saito (2015). "Zufällige Reaktionen mit einem Silikonfett". Überprüfungen der Koordinationschemie. 314: 64–70. doi:10.1016/j.ccr.2015.07.005.
- ^ Rob Toreki (2006-12-30). "Glaswarenverbindungen". Interactive Learning Paradigms Inc.
- ^ a b c Toreki, Rob (2006-06-27). "Glasbläserei".Interaktives Lernparadigmen.
- ^ a b "Stuck/Frozen Glass Fugen". Das wissenschaftliche Glasblasen -Lernzentrum. East Carolina University (ehemaliger Gastgeber dieser Seite).
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