Устройство для локального нагрева

 

Использование: в качестве источника нагрева в технологии пайки. Сущность изобретения: устройство содержит газообменную технологическую насадку, которая состоит из полого цилиндра для фронтальной подачи газов, сред либо веществ и коаксиального ему по крайней мере одного полого цилиндра для отвода продуктов испарения. Насадка установлена по оси отражателя. Внутренняя отражающая поверхность охватывает тороидальный источник и вместе с внешней отражающей поверхностью формирует концентрирующую поверхность в виде тела вращения, Концентрирующая поверхность фокусирует лучистую энергию источника в зоне нагрева. 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к концентраторам лучистой энергии (КЛЭ), и может быть использовано в качестве источника нагрева в технологии пайки.

Известно устройство для локального нагрева [1], содержащее КЛЭ с внешней поверхностью в виде тела вращения эллипса одним из фокусов вокруг тороидального протяженного источника излучения с размещением второго фокуса на оси тора. При этом внутренняя поверхность КЛЭ образована тороидальной поверхностью, соосной источнику излучения.

Существенным недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность ввиду загрязнения отражающей поверхности КЛЭ продуктами испарения при пайке. Наличие продуктов конденсации пайки на этих поверхностях снижает эффективность нагрева в области облучения и одновременно способствует перегреву отражателя, ухудшая эксплуатационные характеристики устройства.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем предотвращения загрязнения концентрирующей поверхности отражателя продуктами испарения при пайке.

Это достигается тем, что в устройство для локального нагрева дополнительно в его полости в зоне теплового конуса, образованного контротражающей поверхностью, установлена газообменная технологическая насадка, состоящая из полого цилиндра для фронтальной подачи газов, сред либо веществ в зону пайки, расположенного по оси отражателя, и коаксиального ему по крайней мере одного полого цилиндра для отвода продуктов испарения, торец которого ограничен образующей теневого конуса отражателя.

На чертеже представлена конструкция устройства с установленной газообменной насадкой, разрез.

Устройство для локального облучения содержит протяженный тороидальный источник 1 с центром излучения в точке 0₁ и КЛЭ, состоящий из внешнего отражателя 2 и внутреннего контротражателя 3. КЛЭ выполнен как тело вращения, при этом профиль отражателя 2 имеет вид элемента эллипса с фокусами в точках 0₁, 0₂, а профиль контротражателя 3 - вид тора соосно с источником 1. Точка 0₂ лежит на оси вращения КЛЭ - координатная ось Y, и является центром зоны облучения. Большая ось эллипса с фокусами 0₁,0₂ повернута относительно координат X, Y на угол α. При этом точки А, В профиля отражающей поверхности контротражателя 3 лежат на этой оси, что обусловливает образование теневого конуса в зоне координат точек В и 0₂ по оси Y.

В области теневого конуса, образованного контротражателем 3, установлена газообменная технологическая насадка, состоящая из полого цилиндра 4 для фронтальной подачи газов, сред либо веществ в зону пайки (точка 0₂) и коаксиального ему по крайней мере одного полого цилиндра 5 для отвода продуктов испарения.

Устройство работает следующим образом. Лучистая энергия от источника 1 фокусируется отражателем 2 и контротражателем 3 в фокусе 0₂, в котором создается необходимая для процесса пайки температура нагрева. Через полость цилиндра 4 технологической насадки в зону пайки подается газ, например аргон либо вещество, например припой ПСр 40, при этом возможна совмещенная подача газа и вещества.

Под действием лучистой энергии источника припой плавится, образуя пары металла. Встречным потоком, например воздуху из окружающей атмосферы, продукты испарения процесса пайки отсасываются через полость цилиндра 5, в котором создается разрежение (отсоса) паров. Полость КЛЭ, образованная отражателем 2 и контроотражателем 3 по линии точек ВАС, образует объем полузамкнутого пространства, охваченного по внешнему периметру потоками атмосферы, предотвращающими контакт паров с поверхностью КЛЭ и выводящими избыточное тепло в канал отвода по цилиндру технологической насадки.

Описанное устройство имеет улучшенные эксплуатационные характеристики благодаря введению технологической насадки, при этом обеспечивается защита КЛЭ от загрязнения продуктами испарения в процессе пайки, улучшается отвод избыточного тепла от КЛЭ, облегчается подача защитный газов, сред либо веществ непосредственно в зону нагрева с их фронтальной подачей, что оптимизирует процесс пайки вследствие перемешивания припоя их потоками. Технологические насадки могут быть сменными и использоваться в соответствии с конкретными технологиями.

Устройство для локального нагрева может быть применено, например, как источник радиационного нагрева в виде устройств индивидуального пользования либо в составе технологических линий.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВА, содержащее источник излучения в виде тора, отражатель в виде тела вращения, внешняя поверхность которого образована вращением эллипса вокруг оси, проходящей через две фокальные оси, расположенные в центре тора и зоне нагрева, а внутренняя поверхность образована тороидальной поверхностью, расположенной соосно с источником излучения, радиус которой равен фокальному радиусу эллипса в месте сопряжения внешней и внутренней поверхностей отражателя, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем предотвращения загрязнения поверхности отражателя продуктами испарения при пайке, оно снабжено технологической насадкой, выполненной в виде по крайней мере двух полых коаксиальных цилиндров, установленных с зазором относительно друг друга и размещенных внутри отражателя, при этом ось цилиндров расположена по оси отражателя, торец внешнего цилиндра, обращенный к зоне нагрева, расположен в зоне теневого конуса отражателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1