УСТРОЙСТВО ПОЛУТОНОВОГО ВЫЖИГАНИЯ

Полезная модель относится к области декоративно-прикладного искусства и может быть использована при создании художественных произведений и украшений из дерева, бумаги, толстых тканей, для рельефных художественных работ с термопластичной пластмассой и т.п.
Известен способ украшения изделия, в котором выжигание производят высокотемпературной струей сжатого воздухом при температуре 800-1000°С, направляя струю на обрабатываемую поверхность. Устройство, реализующее этот способ, содержит корпус с каналом, оборудованным соплом для подачи высокотемпературного газа в область выжигания (А.с. СССР №412027 автора В.И.Семенова). Сопло выполнено с регулируемым диаметром. Изменением диаметра сопла регулируют толщину выжигаемой линии, а регулировкой давления газа осуществляют передачу полутонов при выжигании. Устройство позволяет получить полутоновый рисунок, выполненный линиями любой толщины, от светло-коричневого до черного цвета. Устройство по а.с. 412027 выбрано за прототип.
Известное устройство обладает рядом существенных недостатков. При прохождении высокотемпературного газа корпус прибора нагревается до высокой температуры, что делает его неудобным при использовании. При этом в окружающую среду рассеивается часть тепловой энергии, снижая КПД устройства.
Технической задачей изобретения является улучшение потребительских свойств устройства и снижение энергозатрат на процесс выжигания.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве полутонового выжигания, содержащем корпус с газовым каналом для подачи высокотемпературного газа и выходное сопло регулируемого диаметра, газовый канал выполнен в форме термостойкой трубки, в полости которой размещен нагревательный элемент, передний относительно движения газа конец термостойкой трубки оборудован вышеописанным соплом, задний конец имеет отверстие для ввода газа, а сама термостойкая трубка заключена с зазором в два или более герметичных термозащитных кожуха. Полость первого термозащитного кожуха через упомянутое отверстие для ввода газа сообщена с полостью термостойкой трубки, полости второго и последующих термозащитных кожухов сообщены между собой попеременно в передней либо в задней части, обеспечивая зигзагообразное течение рабочего газа. Внешний термозащитный кожух в своей задней части имеет штуцер и посредством эластичного шланга сообщен с источником сжатого воздуха.
Количество кожухов выбирают четным, в частности, равное двум. Это обеспечивает удобство прибора, поскольку подвод газа осуществляется в задней части, а выход высокотемпературного газа через сопло - в передней. Термостойкая трубка может быть выполнена из кварцевого стекла. Задний торец термостойкой трубки служит для закрепления в корпусе, и может быть либо заглушен, либо иметь пазы, исполняющие роль упомянутого отверстия для ввода газа. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде высокоомной спирали, либо в виде карбидокремниевого электронагревателя, практически не окисляющегося при взаимодействии с газом. Источник электрического тока - трансформатор с напряжением 12, 24 или 220 V. Простейшим вариантом устройства является аппарат с ручкой в форме пистолета, имеющий два кожуха, а рабочим газом служит воздух, вдуваемый пользователем заявляемого устройства через мундштук эластичного шланга. При длительной работе, даже при наличии охлаждающих кожухов, корпус может нагреваться до 60-80°С, поэтому целесообразно защитить руку пользователя теплоотражающим экраном, размещенным в виде щитка между ручкой аппарата и внешним кожухом.
Пример конструктивного выполнения устройства иллюстрируется схемой. Цифрами на схеме обозначены: 1 - термостойкая трубка; 2 - нагревательный элемент; 3 - сопло; 4, 5 - термозащитные кожухи; 6 - ручка; 7 - электрический выключатель; 8 - теплоотражающий экран. Стрелками указано направление движения рабочего газа.
Устройство работает следующим образом.
Нагревательный элемент 2 подключается к источнику тока (на схеме не показан). Рабочий газ вдувается в полость внешнего (в приводимом примере второго) кожуха 5 и движется вперед в зазоре между кожухами 4 и 5. При этом газ охлаждает поверхность кожуха 4, и, нагреваясь при этом, попадает в полость первого кожуха, где движется в обратном направлении и охлаждает поверхность термостойкой трубки 1. В отличие от прототипа, рабочий газ поступает в полость трубки разогретым до температуры 200-250°С, и для его нагрева до рабочей температуры требуется меньшая мощность. Горячую струю воздуха направляют на подготовленную поверхность через сопло 3.
Цвет рисунка зависит от температуры струи, длительности воздействия, температуры обугливания обрабатываемой поверхности. При диаметре отверстия сопла 5 мм и давлении 0,2-0,3 атм. получают большой расход газа сравнительно невысокой температуры, что дает светло-коричневый цвет рисунка, а при меньшем расходе газа - черный цвет выжигания. При диаметре отверстия сопла 0,5 мм и давлении выше 0,3 атм. получают тонкую линию светло-коричневого цвета, при давлении ниже 0,2 атм. - линию черного цвета. Режим обработки подбирают опытным путем.
При кратковременных перерывах в работе нагревательный элемент можно отключать от источника тока, например, оборудовать корпус подпружиненным выключателем (позиция 7 на схеме), соединяющим нагревательный элемент с источником электрического тока. Функциональные возможности устройства расширяются, если сопло 3 имеет несколько отверстий, в частности, выполнено сменным.
Приведенные примеры не исключают других конструкций устройства, согласно признакам полезной модели, например, многослойного газового карандаша, питаемого компрессором.
Заявленное устройство позволяет снизить потребляемую мощность на 25-30% за счет уменьшения потерь тепла, увеличить срок службы нагревательного элемента в 2 раза по сравнению с прототипом.
Использованные источники:
1. Семенов В.И. А.с. СССР №412027. Способ украшения изделия. Опубл. 1974.01.25.