УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Авторы: Гудков Александр Григорьевич УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к сварочному оборудованию, и может быть использована при создании различного вида устройств для высокочастотной сварки полимерных материалов.
Известны устройства для нагрева и сварки полимерных материалов током высокой частоты, содержащие высокочастотный генератор и сварочные электроды в виде металлических прессовых контактных плит или металлических роликов 1. Например, в сварочной машине марки ЛГС-0,2 свариваемые материалы - пленки или ленты из поливинилхлорида прокатываются между двумя вращающимися роликами - электродами, к которым подведен ток высокой частоты от высокочастотного генератора. Высокочастотный генератор обеспечивает одновременный и равномерный нагрев свариваемых материалов по всей толщине и с высокой скоростью.
Недостатком этих устройств является узкая область их применения, что ограничивает их использование для решения только одной конкретной задачи.
Наиболее близким к данному техническому решению является устройство для запайки трубок из поливинилхлорида Biosealer 800 фирмы Ljungberg & Kogel AB (Швеция), содержащее блок питания, высокочастотный задающий генератор, широкополосный усилитель мощности, электромагнит с подвижным сердечником, подвижный и неподвижный электроды, а также узел запуска и реле времени. Кошеваров Геннадий Алексеевич Леушин Виталий Юрьевич МКИ: Н05
MMWW/
Высокочастотный генератор, усилитель и электромагнит подключены к блоку питания через сетевой выключатель, а выход усилителя мощности соединен со сварочными электродами через коаксиальный кабель. Подвижный сердечник электромагнита механически связан с подвижным сварочным электродом. Узел запуска обеспечивает включение задающего генератора, широкополосного усилителя и электромагнита в начале процесса сварки, а реле времени их отключение после истечения выдержки времени и окончания процесса сварки 2.
Недостатком данного устройства является его относительная сложность, а также недостаточная прочность и долговечность сварного шва вследствие одновременного отключения усилителя и электромагнита.
В предлагаемой полезной модели решена задача упрощения устройства и повышения прочности сварного шва.
Устройство для высокочастотной сварки полимерных материалов состоит из высокочастотного генератора, электромагнита с подвижным сердечником, источника электропитания, подвижного и неподвижного электродов и блока коммутации.
Высокочастотный генератор и электромагнит подключены к выходу источника электропитания через узел коммутации. Подвижный электрод подключен к выходу высокочастотного генератора. Под действием высокочастотного электромагнитного поля полимерные материалы разогреваются и расплавляются, причем достаточно быстро и равномерно.
Подвижный электрод механически связан с подвижным сердечником электромагнита, который при перемещении обеспечивает сдавливание свариваемых материалов между подвижным и неподвижным сварочными электродами.
второго реле времени, включенного между источником электропитания и электромагнитом, и узла запуска, причем управляющие входы первого и второго реле времени подключены к узлу запуска. Выдержка времени второго реле больше, чем выдержка времени первого реле.
После включения устройства и подачи соответствующей команды с выхода узла запуска на управляющие входы первого и второго реле времени включаются высокочастотный генератор и электромагнит и начинается процесс сварки. По истечении выдержки времени первого реле высокочастотный генератор отключается и мощность на подвижный сварочный электрод не подается. При этом второе реле времени некоторый промежуток времени остается включенным. По истечении времени выдержки второго реле электромагнит отключается и подвижный и неподвижный сварочные электроды раздвигаются .
Из изложенного ясно, что сварочные электроды раздвигаются позже, чем выключается высокочастотный генератор.
Отличие предлагаемого устройства для высокочастотной сварки полимерных материалов от аналогичных известных устройств заключается в том, что в него введено второе реле времени, имеющее на 10 - 50% большую выдержку времени, чем первое реле времени. Это позволяет повысить качество сварного шва - обеспечить его герметичность, а также увеличить его прочность и долговечность.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для высокочастотной сварки полимерных материалов.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
1- высокочастотный генератор;
2- электромагнит с подвижным сердечником;
5,6 - первое и второе реле времени;
7- узел запуска;
8- подвижный электрод;
9- неподвижный электрод.
Устройство для высокочастотной сварки полимерных материалов содержит высокочастотный генератор 1 и электромагнит 2 с подвижным сердечником, подключенные к источнику электропитания 3 через блок коммутации 4, причем высокочастотный генератор 1 соединен с источником электропитания через первое реле времени 5, а электромагнит - через второе реле времени 6, входящие в упомянутый блок коммутации 4.
Выход высокочастотного генератора 1 соединен с подвижным сварочным электродом 8, который механически связан с сердечником электромагнита 2. В состав устройства входит также неподвижный сварочный электрод 9.
Управляющие входы первого 5 и второго 6 реле времени подключены к узлу запуска 7, также входящему в блок коммутации 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Устройство включается, устанавливается необходимая выдержка времени для первого 5 и второго 6 реле времени (в зависимости от вида и толщины свариваемых полимерных материалов) и между подвижным 8 и неподвижным 9 сварочными электродами помещают свариваемые полимерные материалы. На управляющие входы первого 5 и второго 6 реле времени подаются соответствующие команды с выхода узла запуска 7 блока коммутации 4. Первое реле времени 5 включается и подключает высокочастотный генератор 1 к источнику электропитания 3. С выхода высокочастотного генератора мощность высокой частоты через подвижный сварочный электрод 8 передается к свариваемым материалам.
ЩМ/ЛУ /
Одновременно с первым реле времени 5 включается второе реле времени 6, которое подключает электромагнит 2 к источнику электропитания 3. Электромагнит 2 включается и своим подвижным сердечником воздействует на подвижный сварочный электрод 8, который сдавливает свариваемые материалы.
Под воздействием высокочастотного электромагнитного поля свариваемые полимерные материалы разогреваются и расплавляются. При нагреве и сжатии полимерных материалов происходит процесс их сварки.
По истечении заданной выдержки времени, определяемой первым реле времени 5, высокочастотный генератор 1 отключается, однако электромагнит 2 остается включенным и своим подвижным сердечником через подвижный электрод 8 по-прежнему сдавливает свариваемые материалы, вследствие чего полимеризация материалов происходит под давлением.
После отключения высокочастотного генератора 1 происходит остывание свариваемых материалов. При этом подвижный 8 и неподвижный 9 сварочные электроды, выполненные из металла, являются теплоотводами.
По истечении выдержки времени второго реле времени 6 оно выключается и отключает электромагнит 2 от источника электропитания 3. Электромагнит 2 отпускает сердечник и освобождает свариваемые материалы.
На этом процесс сварки заканчивается и свариваемые материалы вынимаются из устройства.
Предлагаемая полезная модель была использована при создании устройства для запаивания трубок полимерных контейнеров для заготовки и хранения крови «ГЕКОН-С ТУ 9444-001-11625660-99, внесенного в перечень отраслевого классификатора А-ОКП Минздрава РФ, класс 94
/&/ж/
«Медицинская техника, группа 944477 «Системы, аппараты, приспособления и принадлежности для службы крови.
Устройство «ГЕКОН-С имеет следующие технические характеристики:
Напряжение питающей сети220 В
Потребляемая мощность, не более500 Вт
Диаметр запаиваемых трубок4-6 мм
Ширина шва4 мм
Время запайки трубок1 -5 с
Габаритные размеры устройства235x160x290 мм
Масса устройства11 кг
Описанное устройство обеспечивает возможность установки времени запайки в зависимости от диаметра трубок и марки материала, из которого они изготовлены. На подвижном электроде устройства предусмотрен специальный выступ, с помощью которого на сварном шве формируется насечка, позволяющая после герметизации контейнера отделить трубку без ее разрезания.
Устройство для запайки трубок из полимерных материалов током высокой частоты имеет следующие преимущества:
-отсутствие нагрева и нарушения состава крови (электроды остаются практически холодными, в высокочастотном электромагнитном поле разогревается только трубка из полимерного материала);
-стерильность и герметичность сварного шва;
-исключение контакта обслуживающего персонала с кровью (разделение трубки с кровью производится по сварному шву).
1.Геворкян В.Г. Основы сварочного дела. М., «Высшая школа, 1991г, с.197-205.
2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации устройства для запайки трубок из полихлорвинила Biosealer 800 фирмы Ljungberg & Kogel AB (Швеция), 1991г.
ЛИТЕРАТУРА