Установка для магнитно-импульсной обработки металлов

 

Использование: в области обработки металлов давлением импульсного магнитного поля. Сущность изобретения: установка для магнитно-импульсной обработки металлов содержит зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, нагрузку в виде индуктора, разрядник и частотозадающий конденсатор. Разрядник выполнен с вращающейся частью и разнесенными по окружности зонами коммутации. Разрядник оснащен несколькими парами электродов, инициирующими заряд и разряд частотозадающего конденсатора. Упомянутые электроды определенным образом закреплены на вращающейся части разрядника. Приведена зависимость для определения величины углов между инициирующими электродами. 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 формообразования металлов с низкой пластичностью, диффузионной сваркой металлов, диффузионного наплавления металлических покрытий, а также поверхностной закалки металлов.

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 /1/.

Недостатками известного устройства являются ограничение функциональных возможностей вследствие невозможности генерирования серий импульсов магнитного поля с высокой частотой следования.

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 увеличение ресурса разрядника.

Поставленная задача решается тем, что установка магнитно-импульсной обработки металлов, содержащая зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, нагрузку в виде индуктора и разрядник, снабжена частотозадающим конденсатором, а разрядник выполнен с вращающейся частью и разнесенными по окружности зонами коммутации и снабжен несколькими парами электродов, инициирующими заряд и разряд частотозадающего конденсатора и закрепленными на вращающейся части разрядника так, что все углы между ними, за исключением одного, равны 360^o(1+1/m)/n, где n количество пар инициирующих электродов, а m количество пар инициирующих электродов разрядника.

Предложенная конструкция установки обеспечивает последовательное инициирование разрядных промежутков различными инициирующими электродами, что увеличивает в n раз время между воздействием дуги разряда на каждый из них, а следовательно, в n раз позволяет увеличить частоту вращения разрядника, а следовательно, и скорость ввода энергии в нагрузку.

Предложенная конструкция позволяет также в m/n раз увеличить расстояние между последующими зонами коммутации, а следовательно, уменьшить угловое расстояние между соседними парами неподвижных электродов, что позволяет увеличить скорость ввода энергии без увеличения скорости вращения разрядника.

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 2 через пары электродов вращающегося разрядника 3, 4, 5, 6, 7 и 8, электрически соединенных между собой, подключен частотозадающий конденсатор 9 и нагрузка 10. Параллельно частотозадающему конденсатору 9 и нагрузке 10 включены электрически соединенные между собой пары неподвижных электродов 11, 12, 13, 14, 15 и 16. Пары электродов 3 8 и 11 16 расположены на окружности, центр которой совпадает с осью вращения инициирующих электродов разрядника 17, 18, 19, 20, 21 и 22. Все углы между парами инициирующих электродов, кроме одного, равны 360^o(1+1/m)/n. В рассматриваемом случае, выбранном в качестве примера, углы между парами инициирующих электродов 17, 20 и 19, 22, а также 19, 22 и 18, 21 равны 140^o, а угол между парами инициирующих электродов 17, 20 и 18, 21 равен 80^o (при n 3, m 6).

Установка работает следующим образом.

Емкостной накопитель энергии 2 заряжается от зарядного устройства 1 и при достижении на нем напряжения, превышающего напряжение коммутации пар электродов разрядника 3 8, происходит инициация одного из промежутков, например промежутка пары электродов 7 инициирующим электродом 22. Через пару электродов 7 и нагрузку 10 протекает высокочастотный импульс тока, который заряжает частотозадающий конденсатор 9. Вслед за этим инициирующий электрод 17 инициирует разряд частотозадающего конденсатора 9 через нагрузку 10 и пару неподвижных электродов 12. Затем инициирующий электрод 21 вновь инициирует заряд частотозадающего конденсатора 9 через нагрузку 10 и пару электродов 5 и т.д.

Таким образом, за один полный оборот вращающейся части разрядника через нагрузку 10 проходит 2mn высокочастотных импульсов тока, генерирующих импульсы магнитного поля, при этом каждый инициирующий электрод 17 22 инициирует только m разрядов.

Преимущество установки обеспечивается благодаря применению разрядника с большим количеством пар инициирующих электродов, расположенных так, что угол между всеми соседними парами, кроме одной, составляет 360^o(1+1/m)n.

Формула изобретения

Установка для магнитно-импульсной обработки металлов, содержащая зарядное устройство, емкостный накопитель энергии, нагрузку в виде индуктора и разрядник, отличающаяся тем, что она снабжена частотозадающим конденсатором, а разрядник выполнен с вращающейся частью и разнесенными по окружности зонами коммутации и снабжен несколькими парами электродов, инициирующими заряд и разряд частотозадающего конденсатора и закрепленными на вращающейся части разрядника так, что все углы между ними, за исключением одного, равны 360^o (1 + 1/m)/n, где n количество пар инициирующих электродов; m количество пар неподвижных зарядных и разрядных электродов разрядника.

РИСУНКИ

Рисунок 1