УСТАНОВКА ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ РИХТОВКИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПРОВОДЯЩИХ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к средствам и оборудованиям, предназначенным для ремонта и восстановления от вмятин оболочковых конструкций, изготовленных из проводящих материалов.
Из предыдущего уровня техники известен электромагнитный выпрямитель вмятин (Electromagnetic dent puller), содержащий: портативный рабочий инструмент, состоящий из непроводящего корпуса с отверстием и помещенной в корпус катушки индуктивности, чье расположение и обмотка обеспечивают концентрацию электромагнитных усилий в области отверстия корпуса; приспособления генерирующего на катушке медленно возрастающий импульсный ток, длительность которого позволяет выработать высокое электромагнитное поле без возникновения какой-либо деформации восстанавливаемой поверхности; приспособление, генерирующее на катушке быстро возрастающий импульс противотока с амплитудой от 50 до 100% от медленно возрастающего импульсного тока, с целью возбуждения сильного электромагнитного взаимодействия между катушкой и восстанавливаемой поверхностью, позволяющее устранить вмятины (Патент 3,998,081 USA (США), B21D 26/14. Electromagnetic dent puller, 1976).
Известно устройство для удаления вмятин посредством электромагнитного воздействия, использующего секционированную катушку, содержащую внутреннюю и внешнюю катушки, к которым прикладывается первоначальный импульс тока с целью генерирования электромагнитного поля, приводящий в действие силу отталкивания, воздействующую на проводящую поверхность. Вторичный импульс тока противоположной полярности относительно первого импульса и с более коротким временем нарастания прикладывается к внутренней катушке и приводит к сильному ослаблению электромагнитного поля на внутренней катушке, что приводит к возникновению тянущей силы, действующей на поверхность со стороны внутренней катушки. Рабочая катушка располагается над вмятиной, таким образом тянущее воздействие сконцентрировано на вмятине, вытягивая ее. Вместе с тем отталкивающее воздействие, обеспечиваемое внешней катушкой, противодействует тянущему усилию стабилизируя восстанавливаемую деталь и обеспечивая удаление выпуклых деформаций. (Пат. US 4986102 USA, B21D 26/14. Electromagnetic dent remover with tapped work coil, 1991).
Недостатком данных технических решений является использование двух источников для генерации двух различных электромагнитных полей, что приводит к существенному усложнению конструкции данного оборудования.
Известно комплексное устройство для удаления вмятин посредством электромагнитного воздействия, включающее в себя: силовое устройство, состоящее из зарядного приспособления, накопительного приспособления, механизма переключения, а также системы контроля и управления. Импульсный источник питания используется в качестве зарядного приспособления для набора конденсаторов, выступающих в роли накопителя энергии. Конденсаторы связаны с рабочим инструментом через хотя бы один механизм переключения, выполненный на базе тиристоров, и через соединяющий кабель. Рабочий инструмент представляет собой катушку индуктивности, помещенную в корпус, содержащий различные приспособления для поддержания катушки, состоящей из проводящих полос, намотанных вокруг оси с витками, разделенными между собой слоями изолятора и композитного усиления. Рабочий инструмент также содержит систему охлаждения и датчики для отслеживания и контроля основных параметров. Часть накопленной на конденсаторах энергии передается на катушку в виде импульса или серии импульсов с низкой частотой, что приводит к генерации магнитного поля вокруг катушки, обеспечивающего механическое воздействие на восстанавливаемую поверхность. Данное усилие (сила) является функцией от индукции магнитного поля и силы тока, индуцируемого данным магнитным полем. (Пат. US WO/2006/119661. Dent removing method and device / Meichtry Ralph, Kouba Ivan; заявитель и патентообладатель Rentsch & Partner. - №60/680, 303; заяв. 11,05,2006; опубл. 16.11.2006.) Недостатком данного технического решения является возможность восстановления исключительно ферромагнитных материалов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ и техническое решение, основанное на использовании вспомогательного проводящего экрана. Установка содержит силовое устройство, состоящее из зарядного приспособления, накопительного приспособления, механизма переключения, а также системы контроля и управления. Импульсный источник питания используется в качестве зарядного приспособления для набора конденсаторов, выступающих в роли накопителя энергии. Конденсаторы связаны с рабочим инструментом через хотя бы один механизм переключения, выполненного на базе тиристоров, и через соединяющий кабель. Рабочий инструмент представляет собой одновитковый цилиндрический соленоид-индуктор и вспомогательный экран, выполненный из проводящего материала и имеющий фиксированную форму и положение, помещенные в корпус. Протекание тока в витке индуктора возбуждает вихревые токи в экране и восстанавливаемой поверхности. Направления этих токов одинаковы. В соответствии с законом Ампера, при фиксированном положении индуктора и экрана заготовка будет притягиваться в направлении к рабочей поверхности индуктора. (Пат.  №77579, 2013. Cпociб магнитно-iмпульсного притягання металевих заготiвок одновитковим круговим iндуктором, розташованим над допомiжним екраном). Недостатком данного технического решения является сложность восстановления поверхностей со сложной геометрией.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении качества и точности восстановления поверхностей со сложной геометрией тонкостенных оболочковых конструкций.
Данная задача решается за счет того, что заявленная установка для магнитно-импульсной рихтовки проводящих оболочковых конструкций включает компрессор, обеспечивающий подачу воздуха и работу пневматической системы установки, источник мощности, состоящий из зарядного устройства, накопительного устройства (батарея конденсаторов), а также из выполненного на тиристорах механизма переключения (ключа), контролирующего передачу части накопленной на конденсаторах энергии через соединяющие кабели в виде импульса или серии импульсов на рабочий инструмент, представляющий собой немагнитный корпус, положение и перемещение которого обеспечивается пневматическим манипулятором, одновитковый соленоид-индуктор и дополнительный проводящий экран с изменяемой геометрией поверхности, регулируемой посредством пневматического привода, содержащего систему подвода воздуха, пневмоцилиндры и пневмоклапаны, обеспечивающие подачу и выпуск воздуха в пневмоцилиндры в соответствии с сигналами от системы контроля, обрабатывающей информацию, поступающую от датчиков давления и оптических датчиков, позволяющих отслеживать текущую форму и глубину восстанавливаемого участка. Дополнительный проводящий экран с изменяемой геометрией обладает сегментной конструкцией, представляющей собой отдельно выполненные пластины-звенья, подвижно соединенные между собой шарнирными перемычками, перемещение которых и как следствие изменение геометрии поверхности экрана обеспечивается изменением высоты и положения отдельных пластин-звеньев, реализуемое за счет движения штифтов, выполненных в виде шарнирно соединенных между собой стержней, крепящихся к данным пластинам-звеньям с одной стороны и к пневмоцилиндрам с другой.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более точное контролирование геометрии восстанавливаемой поверхности и как следствие более качественный ремонт и удаление вмятин, позволяющий добиться достижения первоначальной формы и геометрии восстанавливаемых участков.
Сущность полезной модели поясняется схемами, на которых изображено:
На фиг. 1 - Общий вид установки для магнитно-импульсной рихтовки проводящих оболочковых конструкций;
На фиг. 2 - Схема устройства магнитно-импульсной установки;
На фиг. 3 - Схема устройства рабочего инструмента;
На фиг. 4 - Схематическое изображение конструкции вспомогательного экрана.
Установка для магнитно-импульсной рихтовки проводящих оболочковых конструкций включает компрессор 2, обеспечивающий подачу воздуха и работу пневматической системы установки, источник мощности 1, состоящий из зарядного устройства 5, накопительного устройства (батарея конденсаторов) 6, а также из выполненного на тиристорах механизма переключения (ключа) 7, контролирующего передачу части накопленной на конденсаторах энергии через соединяющие кабели в виде импульса или серии импульсов на рабочий инструмент 4, представляющий собой немагнитный корпус, положение и перемещение которого обеспечивается пневматическим манипулятором 3, одновитковый соленоид-индуктор 9 и дополнительный проводящий экран с изменяемой геометрией поверхности 10, регулируемой посредством пневматического привода, содержащего систему подвода воздуха 13, пневмоцилиндры 12 и пневмоклапаны 14, обеспечивающие подачу и выпуск воздуха в пневмоцилиндры 12 в соответствии с сигналами от системы контроля 8 обрабатывающей информацию, поступающую от датчиков давления 15 и оптических датчиков 16, позволяющих отслеживать текущую форму и глубину восстанавливаемого участка. Дополнительный проводящий экран 10 с изменяемой геометрией обладает сегментной конструкцией, представляющей собой отдельно выполненные пластины-звенья 17, подвижно соединенные между собой шарнирными перемычками 18, перемещение которых и как следствие изменение геометрии поверхности экрана, обеспечивается изменением высоты и положения отдельных пластин-звеньев, реализуемое за счет движения штифтов 11, выполненных в виде шарнирно соединенных между собой стержней, крепящихся к данным пластинам-звеньям с одной стороны и к пневмоцилиндрам с другой.
Устройство работает следующим образом. Зарядное устройство обеспечивает накопление и заряд блока конденсаторов от сети переменного тока. Рабочий инструмент располагается непосредственно напротив восстанавливаемого участка. Размещение и фиксация инструмента в необходимом положении обеспечивается пневматическим
манипулятором. Положение инструмента должно обеспечить размещение восстанавливаемой поверхности на расстоянии, равном расстоянию от одновиткового цилиндрического соленоида-индуктора до вспомогательного экрана расположенного за индуктором. Работа оптических датчиков позволяет оценить глубину и форму вмятины, тем самым обеспечивая систему контроля необходимой информацией для изменения формы вспомогательного экрана путем воздействия на пневмоцилиндры. Добившись обеспечения параллельности вспомогательного экрана и восстанавливаемого участка, система контроля подает сигнал на ключ регулирующий подачу энергии с конденсаторов на соленоид-индуктор в виде импульса или серии импульсов. Электромагнитное поле индуцирует вихревые токи во вспомогательном экране и восстанавливаемой поверхности, что приводит к притяжению обрабатываемого участка в направлении рабочего инструмента. В процессе восстановления, оптические датчики отслеживают изменения обрабатываемой поверхности и позволяют системе контроля изменять геометрию вспомогательного экрана, тем самым поддерживая параллельность и идентичность по форме между восстанавливаемой поверхностью и вспомогательным экраном. Также система контроля исполняет роль согласующего устройства, отслеживая значения индуцируемых на обрабатываемой поверхности вихревых токов, а также контролируя положение и форму вспомогательного экрана с изменяемой геометрией. В зависимости от поставленной задачи, величина вытягивающего усилия на отдельных участках может быть изменена посредством приближения или же отдаления отдельных элементов вспомогательного экрана, расположенных на данном участке.