Ручной сварочный экструдер

Полезная модель относится к устройствам для сварки изделий из термопластов.
Из уровня техники известен ручной сварочный экструдер для сварки изделий из пластика, который включает: корпус с рукояткой поддержки экструдера, привод, камеру разогрева экструдера, механизм захвата и протяжки сварочного прутка в камеру разогрева, мотор и крыльчатку для подачи воздуха через охлаждающую трубку, а также подачи воздуха в нагревательный элемент и далее в трубку для подачи горячего воздуха (патент Германии № 4119137, 25.02.1993). В сварочном экструдере для охлаждения нагретого в процессе эксплуатации механизма захвата и протяжки сварочного прутка, от камеры разогрева (где идет расплавление пластика), воздух, забираемый из окружающей среды, по охлаждающей трубке подают в сквозное отверстие в рукоятке поддержки экструдера, которая соединена с механизмом захвата и протяжки сварочного прутка. Таким образом, воздух, проходя сквозь отверстие в рукоятке, осуществляет охлаждение ее материала, которое далее передается механизму захвата и протяжки.
Недостатком указанного устройства являются невысокие эксплуатационные характеристики устройства ввиду низкой надежности работы, недолговечности, а также невысокой точности выполнения сварочных работ. Низкая надежность работы устройства и его недолговечность обусловлены высоким риском перегрева привода и электроники экструдера в процессе эксплуатации, что может привести к выходу устройства из строя. Это обусловлено недостаточно эффективным охлаждением механизма захвата и протяжки сварочного прутка (Далее-Механизм), нагреваемое камерой разогрева, в процессе эксплуатации, в результате чего инерционное тепло передается приводу и электронике системы управления, что приводит к их перегреву. Поскольку охлаждение указанного механизма осуществляется за счет охлаждения рукоятки экструдера, которая, в свою очередь, передает охлаждение механизму, то скоростью охлаждения механизма достаточно низкая, ввиду необходимости некоторого времени для осуществления охлаждения механизма через рукоятку. При этом эффективность охлаждения механизма невысока за счет того, что весь прохладный воздух подводится непосредственно к рукоятке, а механизму передается лишь его часть. Кроме того, при выполнении сварочных работ устройство держат на весу, что может привести к неточностям при выполнении сварки в результате непреднамеренного колебания руки.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке конструкции ручного экструдера для сварки пластиков с высокими эксплуатационными характеристиками, и позволяющего оператору безопасно выполнять работу в стесненных условиях. Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик за счет повышения точности выполнения сварочных работ, а также высокой надежности работы устройства и его долговечности.
Указанный технический результат достигается за счет использования ручного сварочного экструдера, содержащего соединенные между собой двигатель, систему управления, камеру разогрева и связанную с ней экструзионную камеру, содержащую шнек, и выполненную с возможностью подачи в нее сварочного материала с последующей подачей сварочного материала в камеру разогрева, устройство подачи потока воздуха, соединенное с охлаждающей трубкой, причем, камера разогрева выполнена с возможностью передачи тепла экструзионной камере, а экструзионная камера содержит два патрубка, один из которых соединен с охлаждающей трубкой для пропускания сквозь экструзионную камеру воздуха с целью снятия тепла с упомянутой камеры, а второй патрубок предназначен для отвода воздуха из камеры и выполнен в виде крюка фиксации устройства на свариваемой конструкции.
Патрубок, предназначенный для соединения с охлаждающей трубкой, может быть выполнен в виде крюка.
Двигатель располагается в корпусе, на котором закреплена рукоятка устройства.
Охлаждающая трубка представляет собой трубку, предназначенную для подачи в экструзионную камеру охлажденного воздуха или воздуха комнатной температуры или воздуха температуры, ниже температуры внутри экструзионной камеры.
Экструзионная камера выполнена в виде полого цилиндра, внутри которого располагается шнек. Сбоку на экструзионной камере имеется отверстие для подачи в нее сварочного материала. В качестве сварочного материала могут подаваться прутки из термопластов.
Выполнение экструзионной камеры с двумя патрубками, позволяет осуществить присоединение одного конца охлаждающей трубки к одному патрубку для подачи по трубке воздуха непосредственно внутрь экструзионной камеры с целью его охлаждения и обеспечить его отвод из экструзионной камеры по второму патрубку. В результате подвода охлаждающего воздуха непосредственно в экструзионную камеру обеспечивается повышение эффективности и скорости его охлаждения, что таким образом приводит к предотвращению передачи инерционного тепла двигателю привода, электронике системы управления устройства, исключению их выхода из строя в результате перегрева и, как следствие, повышению надежности работы устройства и его долговечности. В свою очередь, повышение надежности работы устройства и его долговечности приводит к повышению эксплуатационных характеристик устройства.
Выполнение патрубка для отвода нагретого в экструзионной камере воздуха в виде крюка позволяет прочно зафиксировать устройство в процессе его эксплуатации, что особо ценно при работе в стесненных условиях, когда оператор, находясь внутри объекта, может закрепить его на, например, свариваемой конструкции. В результате, использование указанного патрубка для жесткой фиксации ручного сварочного экструдера на свариваемой конструкции позволяет повысить точность сварки за счет исключения возможных колебаний рук, что часто случается при работе с инструментом на весу. Таким образом, повышение точности сварки с помощью полезной модели способствует повышению ее эксплуатационных характеристик.
Оба патрубка могут быть выгнуты с формированием крючков. Выполнение патрубка для присоединения охлаждающей трубки в виде крючка исключает залом гибкой трубки после ее присоединения и обеспечивает бесперебойную подачу воздуха в механизм для его охлаждения.
Система управления состоит из микроконтроллера, терморегулятора, датчиков, включателя кнопочного и автоматического, твердотельного реле, преобразователя тока. Система управления частично расположена в корпусе двигателя, а частично удалена проводами на расстояние 5 метров в распаечную коробку и обеспечивает включение двигателя, фена, нагрев нагревательного элемента и камеры нагрева.
Воздух намеренно охлаждается при прохождении из корпуса фена от крыльчатки по встроенной трубке на корпусе.
Камера разогрева предназначена для расплавления пластика и в качестве нагревательного элемента содержит кольцевой нагреватель.
Устройство подачи потока воздуха содержит двигатель, связанный с крыльчаткой. В качестве устройства подачи потока воздуха используется фен. Устройство выполнено в форме пистолета, при этом рукоятка устройства соединена с двигателем. Двигатель связан с экструзионной камерой, соединенной с камерой разогрева.
Устройство может содержать нагревательный элемент, и трубку для подачи горячего воздуха, при этом устройство подачи потока воздуха может быть связано с трубкой подачи горячего воздуха через нагревательный элемент. Кроме того устройство подачи потока воздуха может быть связано как с трубкой подачи горячего воздуха, так и с охлаждающей трубкой одновременно.
На двигателе может быть установлен фен, соединенный с трубкой для подачи горячего воздуха через нагревательный элемент.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-4.
На фиг. 1 изображен ручной сварочный экструдер, вид сбоку.
На фиг. 2 изображен ручной сварочный экструдер, вид сверху.
На фиг. 3 изображен ручной сварочный экструдер, закрепленный на опоре.
На фиг. 4 изображен разрез экструзионной камеры.
На фигурах позициями 1-13 обозначены:
1 - двигатель,
2 - экструзионная камера,
3 - нагревательный элемент,
4 - фен,
5 - охлаждающая трубка,
6 - трубка подачи горячего воздуха,
7 - камера разогрева,
8 - рукоятка,
9 - курок,
10 - патрубок для подачи воздуха,
11 - патрубок для отвода воздуха,
12 - отверстие для размещения сварочного прутка,
13 - сопло.
Ручной сварочный экструдер выполнен в форме пистолета и содержит соединенную с двигателем 1 привода рукоятку 8, содержащую курок 9. Двигатель 1 привода связан с экструзионной камерой 2, внутри которой располагается шнек, и соединенной с камерой разогрева 7. На двигателе 1 привода установлен фен 4, соединенный с трубкой для подачи горячего воздуха 6 через нагревательный элемент 3. Фен 4 также соединен с одним концом охлаждающей трубки 5, второй конец которой соединен с патрубком подачи воздуха 10 в экструзионную камеру 2. Патрубок для подачи воздуха 10 в экструзионную камеру 2 и патрубок отвода воздуха 11 из экструзионной камеры 2 выполнены в форме крюков. Экструдер также содержит сопло 13.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работ устройство фиксируют на свариваемой конструкции посредством патрубка 11, выполненного в виде крюка. При включении ручного экструдера в электросеть осуществляется нагрев нагревательного элемента 3 и камеры разогрева 7, которая, в свою очередь, передает тепло экструзионной камере 2.
Конец сварочного (полимерного) прутка устанавливают в отверстии 12 экструзионной камеры 2. При нажатии на курок происходит подача сигнала в микроконтроллер системы управления (на фиг. не указаны) на осуществление затягивания прутка за счет работы двигателя 1 привода. Пруток поступает в экструзионную камеру 2. В экструзионной камере 2 осуществляется нагрев и перемешивание пластической массы шнеком (вращаемым за счет двигателя 1) и ее подача в камеру разогрева с кольцевым нагревателем 7. Выходящим из сопла 13 экструдера расплавом осуществляют сварку. При этом при нажатии на курок 9 также происходит автоматическое включение фена 4, посредством крыльчатки которого воздух поступает в нагревательный элемент 3, где воздух нагревается и далее поступает в трубку подачи горячего воздуха 6. Выходящий из трубки 6 горячий воздух обеспечивает прогрев шва свариваемой конструкции. Инерционное тепло при эксплуатации устройства движется к двигателю 1 привода и электронике системы управления (на фиг. не показана) от экструзионной камеры 2. Однако одновременно фен 4 подает ненагретый воздух комнатной температуры в охлаждающую трубку 5, по которой воздух через патрубок 10 поступает в полость горячей экструзионной камеры 2, от которого инерционное тепло распространяется в сторону двигателя и электроники. Пройдя сквозь горячую экструзионную камеру 2, воздух (имея значительно более низкую температуру) снимает тепло с экструзионной камеры 2 и отводится через патрубок 11.