Магнитно-импульсная установка для обработки серией импульсов магнитного поля

 

Использование: в области обработки металлов давлением импульсного магнитного поля. Сущность изобретения: магнитно-импульсная установка содержит зарядное устройство, к которому подключен емкостный накопитель энергии. Параллельно последнему через управляемый разрядник подключен буферный конденсатор, параллельно которому включен управляемый разрядник. Параллельно буферному конденсатору через пары стационарных зарядных электродов вращающегося разрядника подключены последовательно соединенные нагрузка и частотозадающий конденсатор. Вращающийся разрядник снабжен парами разрядных стационарных электродов и несколькими парами инициирующих электродов. Инициирующие электроды расположены таким образом, что все углы между ними в плоскости, перпендикулярной оси вращения разрядника, кроме одного, равны (360^o + α )n, где n - количество пар инициирующих электродов, а α - угол между соседними парами зарядных и разрядных стационарных электродов. Упомянутые стационарные электроды расположены группами, число которых равно количеству пар инициирующих электродов. Угловое расстояние между соседними группами должно быть не меньше T/ τ ·360^o, где T - длительность импульса, заряжающего буферный конденсатор, τ - период вращения разрядника. Установка также содержит блок управления. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а также к области поверхностной обработки металлов, а именно к области обработки металлов импульсным магнитным полем.

Преимущественно изобретение может быть использовано для диффузионного нанесения металлических поверхностных покрытий, а также поверхностной термообработки.

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемой установке является магнитно-импульсная установка, содержащая зарядное устройство, подключенный к нему емкостной накопитель энергии, разрядник и нагрузку в виде индуктора.

Недостатком известного устройства является ограничение функциональных возможностей вследствие невозможности генерирования серий импульсов магнитного поля с высокой частотой следования и точной дозировкой вводимой энергии.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей установки за счет обеспечения возможности генерирования серии импульсов магнитного поля с большой частотой следования и высокой скоростью ввода энергии в нагрузку, а также обеспечение точной дозировки энергии, вводимой в нагрузку.

Поставленная задача решается тем, что установка для магнитно-импульсной обработки металлов, содержащая зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, нагрузку в виде индуктора и разрядник, снабжена частотозадающим и буферным конденсаторами, двумя управляемыми разрядниками, один из которых включен между емкостным накопителем энергии и буферным конденсатором, а второй параллельно буферному конденсатору, а главный разрядник выполнен вращающимся, многозазорным с разнесением зон коммутации и снабжен парами стационарных зарядных и разрядных электродов и n парами вращающихся электродов, инициирующих заряд и разряд частотозадающего конденсатора через нагрузку, причем все углы между ними, за исключением одного, выбраны равными (360^o+ α)n, где a угол между соседними парами зарядных и разрядных стационарных электродов, которые расположены по окружности разрядника группами, количество которых равно количеству пар инициирующих электродов, и угловое расстояние между которыми больше чем T/ t ·360^o, где Т - длительность импульса, заряжающего буферный конденсатор от емкостного накопителя энергии, t период вращения разрядника, установка также снабжена блоком управления, посредством которого обеспечивается срабатывание управляемого разрядника, включенного последовательно с буферным конденсатором перед прохождением инициирующих электродов через группы неподвижных электродов.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен частный случай установки с тремя парами инициирующих электродов.

Установка содержит зарядное устройство 1, к которому подключен емкостной накопитель энергии 2. Параллельно емкостному накопителю энергии 2 через управляемый разрядник 3 подключен буферный конденсатор 4, параллельно которому включен управляемый разрядник 5. Параллельно буферному конденсатору через стационарные зарядные пары электродов 6 вращающегося разрядника 7 подключены последовательно соединенные нагрузка 8 и частотозадающий конденсатор 9. Параллельно им включены разрядные пары стационарных электродов 11 вращающегося разрядника 7. Вращающийся разрядник 7 снабжен также несколькими парами инициирующих электродов 11, расположенных таким образом, что все углы между ними в плоскости, перпендикулярной оси вращения разрядника, кроме одного, равны (360^o+ a )/n, где n количество пар инициирующих электродов, а a угол между соседними парами зарядных 6 и разрядных 10 стационарных электродов вращающегося разрядника 7. Стационарные электроды установлены по окружности группами, число которых равно количеству пар инициирующих электродов разрядника 11.

Группы смещены одна относительно другой на угол, равный 360^o/n. Количество пар зарядных 6 и разрядных 10 стационарных электродов вращающегося разрядника 7 равно и определяется необходимой длительностью серии импульсов. Угловое расстояние между соседними группами должно быть не меньше T/ t ·360^o, где T длительность импульса, заряжающего буферный конденсатор, t период вращения разрядника. Установка также содержит блок управления 12, обеспечивающий коммутацию управляемых разрядников 3 и 5 в моменты времени, когда пары инициирующихся электродов 11 находятся вне секторов, образуемых группами стационарных зарядных 6 и разрядных 10 электродов.

Установка работает следующим образом.

Вращающаяся часть разрядника 7 приводится в движение, после чего начинается заряд емкостного накопителя энергии 2 от зарядного устройства 1. После достижения на емкостном накопителе 2 заданного напряжения блок управления 12 осуществляет коммутацию управляемого разрядника 3 в момент, когда инициирующие электроды 11 находятся вне секторов, занимаемых группами стационарных пар зарядных 6 и разрядных 10 электродов вращающегося разрядника 7. В результате срабатывания управляемого разрядника 3 происходит заряд буферного конденсатора 4.

После того как пары инициирующих электродов 11 достигают при своем вращении групп стационарных зарядных 6 и разрядных 10 электродов они коммутируют серию импульсов тока в нагрузке 8 путем последовательного заряда частотозадающего конденсатора 9 от буферного конденсатора 4 через нагрузку 8 и одну из пар стационарных зарядных электродов 6, а также его разряда через нагрузку 8 и одну из пар стационарных разрядных электродов 10. При этом за счет того, что все углы между инициирующими электродами 11, кроме одного, равны (360^o+ a )/n, обеспечивается инициация стационарных пар электродов вращающегося разрядника 7 последовательно во всех группах, причем последовательно всеми инициирующими электродами 11.

После того, как инициирующие электроды 11 завершают коммутацию всех стационарных пар зарядных 6 и разрядных 10 электродов вращающегося разрядника 7, блок управления 12 обеспечивает коммутацию управляемого разрядника 5, через который происходит окончательный разряд буферного конденсатора 4.

Преимущество установки обеспечивается за счет того, вращающийся многозазорный разрядник с разнесением зон коммутации снабжен таким образом, что все углы между ними, кроме одного, равны (360^o+ a )/n, а стационарные пары зарядных и разрядных электродов расположены по окружности вращающегося разрядника группами, причем количество групп равно количеству пар инициирующих электродов, а угловое расстояние между соседними группами превышает 360^o·T/ t, где T длительность импульса, заряжающего буферный конденсатор, t период вращения разрядника.

Преимущество установки обеспечивается также тем, что она снабжена блоком управления, который осуществляет коммутацию управляемых разрядников, включенным последовательно и параллельно буферному конденсатору, а следовательно, заряд буферного конденсатора в промежутках времени, когда инициирующие электроды вращающегося разрядника находятся вне секторов, занимаемых группами его стационарных зарядных и разрядных электродов.

Формула изобретения

Магнитно-импульсная установка для обработки серией импульсов магнитного поля, содержащая зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, нагрузку в виде индуктора и разрядник, отличающаяся тем, что она снабжена частотозадающим и буферным конденсаторами, двумя управляемыми разрядниками, один из которых включен между емкостным накопителем энергии и буферным конденсатором, а второй параллельно буферному конденсатору, а также блоком управления, при этом основной разрядник выполнен вращающимся, многозазорным с разнесением зон коммутации и снабжен парами стационарных зарядных и разрядных электродов и парами вращающихся электродов, инициирующих заряд и разряд частотозадающего конденсатора через нагрузку, пары вращающихся электродов расположены по окружности разрядника таким образом, что все углы между ними, за исключением одного, равны (360° + α)/n, где n количество пар вращающихся электродов; α- угол между соседними парами зарядных и разрядных стационарных электродов, которые расположены по окружности разрядника группами, количество которых равно количеству пар инициирующих электродов, а угловое расстояние между которыми превышает величину, составляющую T/τ·360° где Т длительность импульса, заряжающего буферный конденсатор от емкостного накопителя энергии; τ- период вращения разрядника, а блок управления подсоединен для обеспечения срабатывания управляемого разрядника, включенного последовательно с буферным конденсатором, перед прохождением инициирующих электродов через группы стационарных электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1