×
13.12.2018
218.016.a5ae

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для сваривания встык тонких термопарных проводов

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано для изготовления термопар, применяемых при проведении тепловых испытаний конструкций с необходимостью измерения температуры с минимальной погрешностью. Каждый из двух токоподводов устройства для сварки состоит из двух соединенных между собой пластин и содержит электроизоляционную термостойкую вставку. Токоразрядный блок соединен с токоподводами. Один токоподвод закреплен в корпусе неподвижно, а второй - с возможностью перемещения по скользящей посадке. Одна из пластин каждого токоподвода имеет проточку радиусного профиля с образованием направляющего канала для размещения в нем свариваемых проводов, ширина которого обеспечивает их скольжение. Прижим для свариваемых проводов повторяет профиль канала. Устройство обеспечивает легкое координирование в пространстве соединяемых встык тонких проводов из разнородных материалов, при этом в процессе сварки они имеют возможность сдвигаться навстречу друг другу, что позволяет подобрать минимальное усилие сварки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области техники измерения температур и исследования теплофизических характеристик материалов, в том числе композитных. Оно может быть использовано при проведении тепловых испытаний конструкций, в авиации и космонавтике, в медицине, а также во всех случаях, где необходимо точно измерять температуру с минимальной инструментальной погрешностью.

Так как любое инородное тело оказывает влияние на теплофизическое состояние исследуемого объекта, в том числе на величину измеряемой температуры, то всегда стремятся уменьшить это влияние. Особенно это важно при исследовании теплофизических характеристик неметаллических материалов, в том числе композиционных. В этом случае используются датчики температуры, в частности термопары. Для точного измерения температуры они не должны вносить существенного искажения температурного поля. Конструктивно термопара представляет собой два разнородных электрода, сваренные между собой и создающих термоэлектродвижущую силу, соответствующую определенной температуре. Диаметр термопары должен быть как можно меньше, а место сварки (королек) - минимальным или вообще отсутствовать. Поэтому появляется задача сваривать самые тонкие термопары (∅ 0,1-0,2 мм) и лучше встык, чтобы королек отсутствовал или был минимальным. Отсюда возникает проблема изготовления таких термопар в части организации процесса и технологии сваривания разнородных проводов встык.

Известны устройства и способы сваривания проводов между собой, которые используют дуговую сварку (А.св. №800691, МПК G01K, 1977 г; А.св. №224610 МПК G01K, 1986 г; А.св. №610630, МПК B23K, 1978 г), однако главным недостатком этих устройств является обязательная скрутка термоэлектродов, а затем сварка неплавящимся электродом. Это во всех случаях приводит к довольно большому сварному шву и образованию в точке расплава спая сферической формы достаточно большой величины. При исследовании температурного поля в композитных и неметаллических материалах он будет давать значительное искажение температурного поля и, значит, значительные погрешности измерения истинной температуры.

Известно устройство, используемое при сварке проводов встык, когда свариваемые электроды (провода) закрепляют в зажимах и вручную сводят для сварки, что для тонких термопарных проводов требует большого времени и трудоемкости и, как правило, в процессе дуговой сварки после установки они остаются неподвижными, что часто приводит к браку из-за сокращения расстояния между ними и последующего разрыва сварочного узла. [патент №2072286 МПК B23K 11/04, 1995 г.; Температурные измерения. Киев, «Наукова думка», 1984, 222 с].

Главными недостатками существующих устройств для сварки тонких проводов являются: большой сварочный горячий спай («королек»), трудность совмещения тонких проводов встык, неподвижность токоподводов при сварке, большая трудоемкость при изготовлении.

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройству сварки встык тонких термопарных проводов, являющемуся предметом настоящего изобретения, следует считать устройство, описанное в патенте RU 2544327 С2, МПК В23К 26/21, В23К 26/70, 2015 «Способ и устройство для сварки проволок». Устройство содержит корпус, на котором установлен лазерный источник, сопло для подачи нагретого газа в место сварки, направляющее приспособление, состоящее из двух стеклянных трубок, через которые пропускают свариваемую проволоку, подвижного и неподвижного гнезд. Подвижное гнездо соединено с помощью троса с сервоуправляемым роликом, а неподвижное - с датчиком силы. Гнезда между собой соединены пружиной. Регулируя роликом можно привести оба конца проволок в соприкосновение.

Однако, возможна нестыковки торцевых плоскостей проволок, так как выходящие из стеклянных трубочек концы проволок висят (находятся) в воздухе и могут принимать любую ориентацию в пространстве. Кроме того, способ сварки и устройство достаточно сложны, так как требует в начале процесса сварки подогрева газом (Т=250-500°С) узла стыковки проволок (причем необходим еще и предварительный отжиг хотя бы одной проволоки, послесварочный отжиг), использования узконаправленного луча лазера, который должен точно попасть в место стыковки проволок в момент сварки, что для тонких проволок, диаметр которых составляет 0,1-0,5 мм, является непростой задачей.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего сварку встык тонких (диаметром 0.1-0.5 мм), разнородных по физико-механическим свойствам проводов.

Технический результат - уменьшение трудоемкости при изготовлении термопар, получение качественного сварного спая без значительного оплавления свариваемых проводов, без королька.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства.

На фиг. 2 представлен разрез по оси симметрии устройства для сваривания встык тонких термопарных проводов.

На фиг. 3 представлено устройство в изометрии.

Устройство для сваривания встык тонких термопарных проводов (фиг. 1) состоит из основания 1 с закрепленным на нем корпусом 2, выполненных из электроизоляционного материала, двух токоподводов 3, разделяющей электроизоляционной термостойкой вставки 4 (фиг. 2), токоразрядного блока 5. Корпус 2 выполнен в виде параллелепипеда, имеющего несквозную выборку 6 (фиг. 2) с параллельными боковыми и торцевыми стенками, в которой установлены подключенные к токоразрядному блоку 5 (фиг. 1) неподвижный правый и подвижный левый токоподводы 3. Между ними размещена разделяющая электроизоляционная термостойкая вставка 4 (фиг. 2). Каждый токоподвод 3 состоит из двух соединенных винтами пластин 8 прямоугольной формы, различающихся по высоте и обработке стыкуемых между собой поверхностей: большая из пластин имеет гладкую поверхность, а вторая, меньшая по высоте, имеет проточку, фрезерованную по радиусу, и скос для улучшения видимости в зоне сваривания проводов.

В сборе пластины 8 (фиг. 2) образуют направляющий канал токоподвода для свариваемых проводов 9, ширина которого равна диаметру свариваемых проводов и увеличенная на 0,05-0,08 мм. Для прижатия проводов 9 к радиусному профилю в направляющих каналах токоподводов установлены пластинчатые прижимы 10, повторяющие профиль и толщину направляющего канала токоподводов 3, закрепленные на оси вращения 11 и фиксируемые винтами 17 для фиксации проводов к профилю направляющего канала (к прижиму). Неподвижный токоподвод 3 упирается в торцевую стенку выемки и является неподвижной частью устройства. Подвижный токоподвод 3 может перемещаться в корпусе 2 вдоль стенок выборки по скользящей посадке, которая обеспечивает соосность стыковки свариваемых между собой проводов, закрепленных отдельно в левом и правом токоподводах. Перемещение подвижного токоподвода обеспечено за счет поступательного движения пластины 16 (фиг. 2), встроенного в нее винта 12 в гайке 13 с мелкой резьбой, расположенной в торцевой части корпуса. В винт встроен шарик скольжения 14 и пружина 15, обеспечивающая дополнительное прижатие и перемещение подвижного токоподвода в процессе сваривания проводов, движение которого ограничено электроизоляционной термостойкой вставкой 4. Вставка 4 служит также столом для стыковки свариваемых проводов и электроизолятором между токоподводами. Общий вид устройства в изометрии представлен на фигуре 3.

Работает устройство следующим образом. Тонкий термопарный провод 9 закладывают в направляющий канал неподвижного токоподвода 3 таким образом, чтобы на электроизоляционной термостойкой вставке 4 до ее середины выступал (лежал) конец провода. В таком положении его фиксируют пластинчатым прижимом 10, который в свою очередь фиксируют винтом 17. В подвижном токоподводе 3, предварительно отодвинутом от термостойкой вставки 4 на некоторое расстояние, также устанавливают второй провод 9, который требуется сварить встык с первым проводом, фиксируют своим пластинчатым прижимом 10, причем выпущенный конец провода по длине превышает половину толщины термостойкой вставки 4. Таким образом, концы проводов оказываются закоординированными в трех направлениях так, что их торцевые поверхности располагаются соосно друг против друга.

Затем с помощью винта 12, встроенного в гайке 13 с мелкой резьбой через пластину 16 создают силу, величина которой несколько превышает сопротивление трения между подвижным токоподводом 3, установленным по скользящей посадке в корпусе устройства. В результате подвижный токоподвод 3 плавно перемещают в сторону неподвижного токоподвода 3 до стыковки концов свариваемых тонких термопарных проводов по торцевым поверхностям. При этом остается зазор между подвижным токоподводом 3 и вставкой 4. С помощью винта 12 и пружины 15 может создаваться незначительное (минимальное) усилие, определяемое экспериментальным путем, обеспечивающее перемещение по скользящей посадке подвижного токоподвода 3 в сторону вставки 4, когда в процессе сварки происходит сокращение выпущенных концов проводов. При этом усилие автоматически уменьшается до нуля за счет уравновешивания усилия с силой трения за счет увеличения расстояния между торцом стенки и токоподводом. Затем производят подключение токоподводов к выходам токоразрядного блока 5 или выходам вторичной обмотки сварочного транформатора. При подаче токоразрядного напряжения происходит разогрев концов проводов в месте их контакта и сварка проводов встык практически без королька, например с помощью разрядного конденсаторного устройства, обеспечивающего создание энергии от 30 до 100 Дж. В месте сварки между токоподводами для защиты от окислов сварочного узла может находится небольшое количество спирта или трансформаторного масла. После сварки сваренная термопара (например хромель-алюмель или вольфрам-рений) освобождаются от прижимов 10 путем расфиксации (откручивания) винтов 17 и поворотом прижимов 10 вокруг оси 11 на 120°. Затем готовая термопара вынимается из направляющего канала для последующего использования.

Использование изобретения позволяет

1. Установить и закрепить два тонких термопарных провода, служащих электродами.

2. Закоординировать концы проводов таким образом, чтобы их торцевые поверхности располагались соосно друг против друга.

3. Обеспечить неподвижность одного провода и подвижность другого провода без смещения их соосности при сварке.

4. Подвижность проводов обеспечивать подбором минимального усилия, создаваемого при монтаже и подготовке к сварке проводов, в процессе которой при изменении расстояния между проводами происходит движение навстречу подвижного провода.


Устройство для сваривания встык тонких термопарных проводов
Устройство для сваривания встык тонких термопарных проводов
Устройство для сваривания встык тонких термопарных проводов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 255.
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.302a

Измерительное устройство

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин при помощи тензометрических мостовых датчиков с инструментальными усилителями, запитанных постоянным током. Техническим результатом изобретения является повышение точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477865
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.05.2013
№216.012.3cfa

Способ фрезерования на станках с чпу моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиадвигателестроении при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей, в частности аэродинамических моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей, имеющих малую толщину и осевые габариты 200-300 мм. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481177
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4044

Система управления самолётом

Изобретение относится к области систем управления летательными аппаратами. Предлагаемая система улучшает характеристики продольного движения за счет введения блока оценки продольной устойчивости самолета и компенсации ее изменения по режимам полета. Ликвидируются характерные для интегральных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482022
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41f7

Способ создания потока газа в гиперзвуковой вакуумной аэродинамической трубе и аэродинамическая труба

Изобретения относятся к области промышленной аэродинамики, в частности к гиперзвуковым аэродинамическим трубам (АДТ). Предложены способ создания потока и аэродинамическая труба (АДТ) непрерывного действия, охватывающая весь гиперзвуковой диапазон скоростей с числами Маха М≥5, причем для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482457
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.427e

Аэродинамический стенд для проведения фундаментальных исследований по генерации электроэнергии мгд-методами с использованием в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода (h)

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно к созданию аварийных энергетических установок большой мощности, работающих на принципе магнитогазодинамического преобразования энергии. Заявленное устройство включает источник высокотемпературного газа, устройство подачи присадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482592
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.53c7

Треугольное крыло для сверхзвуковых летательных аппаратов

Изобретение относится к области авиационной техники. Треугольное крыло имеет вершину и центральную хорду, расположенные в плоскости симметрии крыла, прямолинейные передние кромки, выходящие из вершины, и неплоскую срединную поверхность. Срединная поверхность выполнена из двух элементов, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487050
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53c8

Предкрылок крыла самолета и способ его обтекания

Группа изобретений относится к области авиации. Предкрылок крыла самолета подвижно соединен с основным крылом и содержит аэродинамически обтекаемую поверхность, включающую заднюю нижнюю кромку. Часть задней нижней кромки предкрылка выполнена по форме гладкой волнистой линии либо волнистой линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487051
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.57a0

Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект (варианты)

Изобретение относится к аэродинамике и к энергетическим установкам транспортных средств, в частности к устройствам для улучшения аэродинамического качества путем подвода энергии к их внешней поверхности. Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект, содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488040
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.57cb

Способ измерения негерметичности изделий

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для измерения негерметичности изделий, работающих под избыточным давлением. Техническим результатом является повышение точности измерения негерметичности изделия в разных условиях окружающей среды при неодинаковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488083
Дата охранного документа: 20.07.2013
Показаны записи 1-8 из 8.
27.01.2015
№216.013.214e

Инфракрасный нагревательный блок

Изобретение может быть использовано для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов и относится к экспериментальной технике, в частности к инфракрасным нагревательным средствам. Инфракрасный нагревательный блок содержит каркас, теплоизоляционный экран и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539974
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.09.2015
№216.013.77e0

Блок-имитатор температурных полей

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов, в частности к средствам, обеспечивающим воспроизведение нестационарных температурных полей в испытываемых конструкциях воздушно-космических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562277
Дата охранного документа: 10.09.2015
13.01.2017
№217.015.7672

Способ определения температурной зависимости степени черноты (варианты)

Изобретение относится к теплофизике и может быть использовано для определения температурной зависимости интегральной степени черноты покрытий и поверхностей твердых тел. Способ включает измерение температуры на внешних и внутренних поверхностях двух размещенных параллельно с небольшим зазором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598699
Дата охранного документа: 27.09.2016
26.08.2017
№217.015.e18f

Способ теплопрочностных испытаний обтекателей гиперзвуковых летательных аппаратов и установка для его реализации

Изобретение относится к методике теплопрочностных испытаний носовых обтекателей и передних кромок воздухозаборника гиперзвуковых летательных аппаратов (далее ГЛА) с помощью инфракрасных нагревателей по программе гиперзвукового полета и касается способа создания большой величины плотности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625637
Дата охранного документа: 17.07.2017
29.03.2019
№219.016.f76c

Способ измерения температуры режущей кромки лезвийного инструмента при высокоскоростном фрезеровании металла

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям температуры в зоне резания лезвийным инструментом с использованием термопары. Техническим результатом является определение температуры детали в фактической точке резания (на режущей кромке инструмента) с максимальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002445588
Дата охранного документа: 20.03.2012
13.11.2019
№219.017.e118

Устройство для тепловых испытаний теплозащитных материалов до температур 2000 k

Изобретение относится к теплофизике и может найти применение при разработке испытательного оборудования, обеспечивающего нагревание объекта до высокой температуры (2000-2200 K) за сравнительно короткий промежуток времени ~20-30 с и последующее охлаждение объекта. Устройство для тепловых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705736
Дата охранного документа: 11.11.2019
07.06.2020
№220.018.24e7

Инфракрасный нагревательный блок

Изобретение относится к экспериментальной технике для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов, в частности к инфракрасным нагревательным средствам. При теплопрочностных испытаниях различных конструкций в определенных условиях требуется длительное (>500 с)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722855
Дата охранного документа: 04.06.2020
06.06.2023
№223.018.7963

Способ получения газообразного хладоносителя

Изобретение относится к области теплообменных процессов между твердым материалом и газообразным теплоносителем, омывающим этот материал, например, при охлаждении воздуха диоксидом углерода. Способ получения газообразного хладоносителя путем подачи газа в теплообменник и сублимации твердого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741186
Дата охранного документа: 22.01.2021
+ добавить свой РИД