Способ очистки металлических изделий от неметаллических загрязнений и устройство для его осуществления

 

Использование: очистка поверхности металлических изделий от различного рода неметаллических загрязнений в различных отраслях промышленности путем возбуждения в изделии волн упругой деформации посредством воздействия на поверхность изделия электромагнитными импульсами основного и дополнительного индукторов. Сущность изобретения: волны упругой деформации возбуждают, формируя импульсы тока треугольной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом основного индуктора и пологим передним и крутым задним фронтами дополнительного индуктора. При этом отношение длительности переднего фронта импульса дополнительного индуктора к его заднему фронту составляет не менее 10, а длительность заднего фронта - не более четверти периода собственных колебаний очищаемого изделия . Устройство содержит корпус с расположенным в корпусе кольцевым индуктором, связанным с генератором импульсов тока. В корпусе расположен дополнительный индуктор с подключенным к его входу дополнительным генератором, охватывающий кольцевой индуктор. 2 с. и 1 -з.п. ф-лы, 4 ил. 44 ё

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (я)з В 08 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4792403/12 (22) 20.12.89 (46) 30.05.92. Бюл, М 20 (71) Иркутский политехнический институт (72) М.М.Маловичко (53) 621.7.024 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1118447, кл. В 08 В 7/02, 1984. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ ОТ Н Е М ЕТАЛЛ ИЧ Е СКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: очистка поверхности металлических иэделий от различного рода неметаллических загрязнений в различных отраслях промышленности путем возбуждения в изделии волн упругой деформации посредством воздействия на поверхность изделия электромагнитными импульсами основного и дополнительного индукторов.

Изобретение относится к технике очистки металлических поверхностей от неметаллических загрязнений и отложений, также может быть использовано для снятия остаточных напряжений в металлических изделиях, Цель изобретения — повышение качества и производительности очистки путем создания волн упругой деформации в участках поверхности очищаемого изделия.

Способ очистки металлических изделий от загрязнений, заключающийся в возбуж, дении в иэделии волн упругой деформации . посредством воздействия на поверхность изделия 8 смежных участках электромагнитными импульсами основного и дополнительного индукторов; волны упругой деформации в изделии возбуждают, формиСущность изобретения: волны упругой деформации возбуждают, формируя импульсы тока треугольной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом основного индуктора и пологим передним и крутым задним фронтами дополнительного индуктора. При этом отношение длительности переднего фронта импульса дополнительного индуктора к его заднему фронту составляет не менее 10, а длительность заднего фронта — не более четверти периода собственных колебаний очищаемого изделия. Устройство содержит корпус с расположенным в корпусе кольцевым индуктором, связанным с генератором импульсов тока. В корпусе расположен дополнительный индуктор с подключенным к его входу дополнительным генератором, охватывающий кольцевой индуктор. 2 с. и 1.з.п. ф-лы, 4 ил. вЪ руя импульсы тока треугольной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом основного индуктора и пологим передним и крутым задним фронтами допол- О нительного индуктора при отношении О длительности переднего фронта импульса фь тока дополнительного индуктора к его эа- в днему фронту не менее 10 и при длительности заднего фронта не более четверти . р периода собственных колебаний участка очищаемого изделия.

На фиг.1 приведено устройство для обработки иэделий; на фиг.2, 3 — варианты взаимного расположения основного и дополнительного индукторов; на фиг.4 — формы импульсов тока в основном и дополнительном индукторах.

1736641

15

30

К корпусу 1 индукторов, выполненному разъемным иэ.диэлектрического материала, через шаровой шарнир 2 крепится полая штанга 3, 8 корпусе 1 расположены основной индуктор 4 и дополнительный индуктор или индукторы 5. Индукторы 4 и 5 выполнены в виде плоской спирали из электропроводного материала, например медной шины или трубки. Спирали индукторов эапрессованы в материал корпуса или вставлены в пазы в корпусе достаточно плотно. Электри. ческие выводы от индукторов проходят внутри полой штанги 3. Основной индуктор

4 присоединен к генератору 6 импульсов тока, а дополнительный индуктор 5 — к генератору 7 импульсов тока, оба генератора подключены к программному коммутатору

8. Генераторы 6,7и коммутатор8могутбыть выполнены в виде отдельного переносного блока или установлены на передвигающемся шасси. Кнопка запуска 9 расположена на штанге 3.

Дополнительный индуктор 5 может быть выполнен как один индуктор, витки которого охватывают основной индуктор 4 (фиг.2) или в виде нескольких локальных индукторов, расположенных вокруг основного по окружности (фиг,3).

Импульсы 10, 11 (фиг.4} поступают на индукторы так, что их вершины во времени совпадают. К форме импульса 10 тока основного индуктора особых требований не предъявляется, необходимо только, чтобы передний фронт был достаточно крутой, порядка миллисекунд. Импульс 11, поступающий на дополнительный индуктор 5, должен иметь определенную форму, а именно пологий передний фронт и крутой задний; соотношение длительности фронтов не менее

10, и длительность заднего фронта не более четверти периода собственных колебаний обрабаты ваемо го участка поверхности.

Способ осуществляется при работе устройства следующим образом.

При нажатии кнопки 9 на штанге корпуса, который прижимают к обрабатываемой поверхности, коммутатор 8 запускает генераторы 6 и 7 импульсов, каждый из которых вырабатывает свой импульс тока. Импульс с крутым передним фронтом от генератора 6 поступает на основной индуктор 4. При пропускании импульса тока через индуктор, находящийся около проводящего изделия, между индуктором и изделием возникает взаимное отталкивание, вызванное взаимодействием двух импульсных магнитных полей, магнитного поля индуктора и магнитного поля вихревых токов, индуцированных по закону электромагнитной индукции в проводящем изделии, причем на индуктор и на обрабатываемое изделие действуют одинаковые, но противоположно направленные силы. Если индуктор закреплен, что имеет место во всех известных технических применениях электромагнитного (магнитно-импульсного) удара, то возникающее усилие перемещает или деформирует изделие. Если бы предлагаемое устройство имело только основной индуктор 4, то при пропускании через индуктор импульса тока с крутым передним фронтом корпус индуктора и обрабатываемое изделие оттолкнулись бы друг от друга под действием электромагнитного удара. Однако эффект взаимодействия двух импульсных магнитных полей, поля индуктора и магнитного поля вихревых токов может проявляться не только через отталкивание, но и через взаимное притяжение индуктора и изделия.

Направление взаимодействия (отталкивание или притяжение) зависит от направления изменения напряженности магнитного поля индуктора — напряженность возрастает от нуля до максимума или уменьшается от максимума до нуля, Известно по закону электромагнитной индукции, что ЭДС, наведенная в контуре изменяющимся магнитным потоком, всегда стремится вызвать ток (магнитный поток), направленный так, чтобы воспрепятствовать изменению внешнего возбуждающего магнитного потока. При резком уменьшении напряженности внешнего магнитного поля дополнительного индуктора при пропускании через него импульса 11 тока с крутым задним фронтом, от максимума до нуля, действует эффект "исчезающего" магнитного поля. При исчезновении основного магнитного поля поле вихревых токов будет препятствовать его уменьшению, в этом случае взаимодействие двух этих магнитных полей приводит к взаимному притяжению индуктора и изделия, Требуемый характер изменения напряженности магнитного поля, поля дополнительного индуктора, резкое уменьшение от . максимума до нуля, можно получить, если через индуктор 5 пропустить импульс 11 тока с пологим передним фронтом и крутым задним (фиг.4). Такие импульсы тока вырабатывает генератор 7 импульсов тока, и эти импульсы поступают на дополнительный индуктор 5. При одновременной подаче им-. пульса 10 на основной индуктор и импульса

11 на дополнительной индуктор изделие будет одновременно испытывать в смежных участках поверхности два электромагнитных удара, направленных навстречу друг другу — удар на отталкивание в области основного индуктора и удар на сближение в области дополнительного индуктора, в ре1736641 эультате чего сам корпус с индукторами oc" тается практически неподвижным, т.е. имеем "безоткатное" устройство, Деформации разных знаков в соседних смежных участках, на границе областей ударов основного и дополнительного индукто.ров, значительно повышают эффективность обработки. 3а счет больших скоростей и ускорений точек поверхности и резкого изменения направления этих величин в смежных участках обрабатываемой поверхности создаются силы, значительно ослабляющие адгезию между поверхностью и загрязнениями, в результате чего последние отделяются от поверхности. Напряжения сдвига между поверхностью и загрязнениями, возникающие за счет изгиба стенки во время распространения волн упругой деформации по поверхности, уменьшают адгезию и снижают необходимую величину ускорения точек поверхности, достаточную для отделения загрязнений от поверхности. Такие волны упругой деформации также эффективно снимают остаточные напряжения в изделии.

Штанга 3 прикреплена к корпусу индукторов шаровым шарниром 2. Изменяя угол наклона штанги относительно корпуса и сканируя корпусом обрабатываемую поверхность, можно обрабатывать значительные по площади поверхности изделий, аппаратов, трубопроводов и т.п., в том числе и в . труднодоступных местах.

Поверхность корпуса 1, обращенная к иэделию, выполняется по форме поверхности изделия. Соответственно по форме наружной поверхности корпуса выполняются и индукторы 4 и 5, Осуществление предлагаемого способа и устройства позволяет одним устройством без закрепления индукторов на обрабатываемой поверхности или около поверхности путем сканирования обрабатывать обширные поверхности изделий, аппаратов, конструкций, трубопроводов. Под действием двух противоположно направленных электромагнитных ударов в смежных участках обрабатываемой поверхности возникают упругие деформации разных знаков, что вызывает волны упругой деформации на собственной частоте обрабатываемой поверхности; распространяющиеся по всему иэделию. Такая волна вызывает.значительное уменьшение адгезионной связи загрязнения и стенки; что способствует эффективной очистке поверхности, уменьшает время обработки, повышает nðoèçâoдительность труда.

Формула изобретен и я

1. Способ очистки металлических изделий от неметаллических загрязнений путем

10 возбуждения в изделий волн упругой деформации посредством воздействия на поверхность изделия - электромагнитными импульсами основного и дополнительного индукторов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и проиэводи15 тельности очистки путем создания волн упругой деформации одновременным воздействием импульсами тока основного и дополнительного индукторов в смежных участках поверхности очищаемого изделия, волны упругой деформации в изделии возбуждают, формируя импульсы тока треугольной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом основного ин25 дуктора и пологим передним и крутым эаверти периода собственных колебаний очищаемого изделия., 2. Устройство для очистки металлических изделий от неметаллических загрязнений, содержащее корпус с расположенным

35 в корпусе кольцевым индуктором, связанным с генератором импульсов. тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности очистки, 40 оно содержит расположенные в корпусе дополнительный индуктор и подключенный к

его входу дополнительный генератор для выработки импульсрв тока с пологим передним и крутым задним фронтами, а допол45 нительный индуктор охватывает кольцевой индуктор по внешнему его диаметру.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно содержит полую штангу, . закрепленную в корпусе шарнирно, а рабо50 чие поверхности основного и дополнительного индукторов выполнены flo форме очищаемых изделий дним фронтами дополнительного индуктора при отношении длительности переднего фронта импульса дополнительного индуктора к его заднему фронту не менее 10 и при

30 длительности заднего фронта не более:чет1736641

ФИ2. 2

1736641

Составитель M. Маловичко

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор Т. Палий

Редактор 3, Ходакова

Производственно- издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1852 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб:, 4/5