УСТРОЙСТВО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для термической обработки поверхности, например полировки.
Наиболее близким к заявляемому устройству является электрический инфракрасный нагреватель (Патент РФ на изобретение №2128892, H05B 3/22, H01C 3/12, опубл. 10.04.1999) содержащий зигзагообразную электропроводную ленту из прецизионного сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением, соединенную с электрическими шинами, связанную через крепежные элементы с несущей конструкцией, выполненной из электроизоляционного материала, лента образована гибкими полосами, несущая конструкция содержит не менее двух опорных элементов, установленных с возможностью перемещения один относительно другого в плоскости, перпендикулярной плоскости ленты, при этом гибкие полосы попарно жестко соединены между собой в плоскости ленты соединительными пластинами из того же материала.
Недостаток прототипа: электрический инфракрасный нагреватель содержит не менее двух опорных элементов, установленных с возможностью перемещения один относительно другого, но это не обеспечивает нагрев и полировку внутренних поверхностей деталей.
Технический результат полезной модели - полировка внутренней поверхности детали посредством нагрева.
Технический результат достигается тем, что устройство термической обработки поверхности содержит электропроводный элемент из прецизионного сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением, соединенный с электрическими шинами, связанный через крепежные элементы с несущей конструкцией, выполненной из электроизоляционного материала. Несущая конструкция содержит не менее двух опорных подвижных элементов, с возможностью их фиксации. Электропроводной элемент из прецизионного сплава выполнен в виде проволоки из нихрома, один конец которой прикреплен неподвижно к первому опорному элементу и проходит через отверстие первого опорного элемента. Другой конец проволоки прикреплен к отвесу с возможностью перемещения проволоки на втором опорном элементе и проходит через отверстие второго опорного элемента. Между двумя опорными элементами расположен третий опорный элемент. Проволока проходит через снабженные тепловыми экранами входное и выходное отверстия цилиндрического канала, при этом отверстие первого опорного элемента, отверстие второго опорного элемента, входное и выходное отверстия цилиндрического канала расположены на одной оси, электрические шины снабжены наконечниками. Причем наконечники выполнены в виде зажима.
Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие признаки:
- электропроводной элемент выполнен в виде проволоки из нихрома;
- один конец проволоки закреплен неподвижно к первому опорному элементу и проходит через отверстие первого опорного элемента;
- другой конец проволоки прикреплен к отвесу с возможностью перемещения на втором опорном элементе и проходит через отверстие второго опорного элемента;
- между двумя опорными элементами расположен третий опорный элемент;
- проволока проходит через снабженные тепловыми экранами входное и выходное отверстия цилиндрического канала;
- отверстия первого и второго опорных элементов и входного и выходного отверстия цилиндрического канала расположены на одной оси;
- электрические шины снабжены наконечниками в виде зажима.
В отличие от прототипа, где электрический инфракрасный нагреватель содержит зигзагообразную электропроводную ленту, в предложенном техническом решении электропроводной элемент выполнен в виде проволоки, и линейное расширение, возникающее при нагреве проволоки компенсируется за счет свободного скольжения проволоки на опорном элементе, что обеспечивает постоянное натяжение проволоки и равномерное нагревание поверхности детали для термической обработки.
Сущность полезной модели, ее реализуемость и возможность промышленного применения поясняется чертежом, где:
1 - проволока;
2 - электрические шины;
3 - крепежный элемент;
4 - несущая конструкция из электроизоляционного материала;
5 - первый опорный элемент;
6 - отверстие первого опорного элемента;
7 - второй опорный элемент;
8 - отверстие второго опорного элемента;
9 - третий опорный элемент;
10 - фиксирующий элемент;
11 - отвес;
12 - деталь;
13 - поверхность детали для термической обработки (цилиндрический канал);
14 - входное отверстие цилиндрического канала;
15 - выходное отверстие цилиндрического канала;
16 - тепловые экраны;
17 - винт;
18 - наконечники.
Устройство термической обработки поверхности содержит электропроводный элемент из прецизионного сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением в виде проволоки 1 из нихрома, например Х20Н80 ГОСТ 12766 толщиной 0,6 мм, соединенный с электрическими шинами 2. Проволока 1 связана через крепежный элемент 3 с несущей конструкцией 4, выполненной из электроизоляционного материала, например из текстолита А-10, 1 сорт ГОСТ 2910-74. Несущая конструкция 4 содержит три опорных элемента 5, 7, 9, с возможностью их фиксации. Один конец проволоки 1 прикреплен неподвижно к первому опорному элементу 5. Проволока 1 проходит через отверстие 6 первого опорного элемента 5, а другой конец проволоки 1 прикреплен к отвесу 11 с возможностью перемещения проволоки 1 на втором опорном элементе 7, где проволока 1 проходит через отверстие 8 второго опорного элемента 7. Между двумя опорными элементами 5, 7 расположен третий опорный элемент 9 выполненный из электроизоляционного материала, для фиксации детали 12 посредством фиксирующих элементов 10, выполненных например, в виде винтов. Деталь 12 выполнена, например, из листового органического стекла СО-133 ГОСТ 10667-90. Проволока 1 проходит через входное 14 и выходное 15 отверстия цилиндрического канала 13, при этом входное 14 и выходное 15 отверстия цилиндрического канала 13 снабжены тепловыми экранами 16, которые выполнены, например, в виде втулки с фланцем из материала Сталь A-I (А240) СП ГОСТ 5781-82. Тепловые экраны 16 прикреплены к детали 12 винтами 17. Отверстие первого опорного элемента 6, отверстие второго опорного элемента 8, входное 14 и выходное 15 отверстия цилиндрического канала расположены на одной оси. Электрические шины 2 снабжены наконечниками 18 в виде зажима типа АЕС-1, «Крокодил» с изолятором.
Устройство термической обработки поверхности работает следующим образом. В устройство термической обработки поверхности устанавливают и фиксируют деталь 12 к третьему опорному элементу 9 с помощью фиксирующего элемента 10. Зону нагрева, входное 14 и выходное 15 отверстия цилиндрического канала 13 отделяют, устанавливая тепловые экраны 16, которые фиксируют к детали 12 винтами 17. Затем устанавливают проволоку 1 через тепловые экраны 16 в цилиндрический канал 13. Один конец проволоки 1 закрепляют неподвижно на первом опорном элементе 5, посредством крепежного элемента 3 расположенного на несущей конструкции 4. Проволоку 1 пропускают через отверстие 6 первого опорного элемента 5. Другой конец проволоки 1 крепят к отвесу 11 с возможностью перемещения проволоки 1 на втором опорном элементе 7, при этом проволока 1 проходит через отверстие 8 второго опорного элемента 7. Электрические шины 2, снабженные наконечниками 18 устанавливают рядом с первым 5 и вторым 7 опорными элементами, далее приближая наконечники к входному 14 и выходному 15 отверстиям цилиндрического канала 13, устанавливают температурный режим полировки, зависящий от выбранного материала детали. Под воздействием проходящего тока проволока 1 разогревается и излучает тепло в инфракрасном диапазоне длин волн, что необходимо для поверхностного нагрева цилиндрического канала 13 детали 12. Поверхность цилиндрического канала 13 нагревается до текучего состояния материала, из которого сделана деталь и поэтому все неровности и шероховатости сравниваются под действием сил поверхностного натяжения. Линейное расширение, возникающее при разогреве проволоки 1 компенсируется благодаря свободному скольжению проволоки в отверстии 8 второго опорного элемента 7 под действием отвеса 11. Равномерность полировки и ее высокое качество достигаются благодаря тому, что расстояние от каждой точки проволоки до поверхности цилиндрического канала 13 - постоянно.
Заявленное техническое решение имеет отличия от наиболее близких аналогов, соответственно, оно удовлетворяет условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявленная полезная модель технически осуществима, промышленно реализуема на приборостроительном предприятии, проведенные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата - полировка внутренней поверхности посредством нагрева. В связи с этим заявленная полезная модель соответствует условия патентоспособности «промышленная применимость».