RU2011487C1

RU2011487C1 - Soldering device

Info

Publication number: RU2011487C1
Authority: RU
Inventors: Алексей Борисович Иоаннисиан; Виктор Александрович Курышкин; Сергей Викторович НАСОНОВ; Александр Евгеньевич Абоимов; Валерий Анатольевич Фомин
Original assignee: Алексей Борисович Иоаннисиан; Виктор Александрович Курышкин; Сергей Викторович НАСОНОВ; Александр Евгеньевич Абоимов; Валерий Анатольевич Фомин
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has casing 1 with handle 5, which is housed in heater casing 3 made like an optical radiation source, and detachable tip 7 set in line with the optic axis of the heater. For purposes of heating and lighting of the working area during soldering, in the tip body are made through holes 8 of which axes converge at the working zone just in front of the tip. Additional through holes may be made in the casing body. The optical radiation source may be made in the form of a quartz incandescent lamp and be provided with an electric power controlling unit. The device may be housed in a heat-insulating casing. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных отраслях производства и в быту при проведении электромонтажных работ. The invention relates to soldering and can be used in various industries and in everyday life when conducting electrical work.

Известно устройство для пайки, содержащее нагреватель, расположенный в фокусе отражателя, и механизм для регулирования светового потока, выполненный в виде цилиндра с зеркальной внутренней поверхностью, с исполнительным механизмом для перемещения цилиндра и изменения излучения нагревателя [1] . A device for soldering, containing a heater located in the focus of the reflector, and a mechanism for regulating the light flux made in the form of a cylinder with a mirror inner surface, with an actuator for moving the cylinder and changing the radiation of the heater [1].

Основными недостатками данного устройства являются:
невысокий КПД, так как устройство имеет отражательную камеру, выполненную в виде открытой оптической системы, и в процессе пайки участвует только часть излучения от оптического источника-нагревателя, а часть тепловой энергии излучения отбирается окружающей средой;
ограничение области использования из-за отсутствия рабочего наконечника.The main disadvantages of this device are:
low efficiency, since the device has a reflective camera made in the form of an open optical system, and only part of the radiation from the optical source-heater is involved in the soldering process, and part of the thermal energy of the radiation is taken away by the environment;
limitation of area of use due to the lack of a working tip.

Известно устройство для пайки, содержащее полый стержень с рукояткой, выполненный из материала с малой теплопроводностью, в котором установлен нагревательный элемент, а также закрепленный в полом стержне сменный рабочий наконечник [2] . В полом стержне-корпусе может быть установлен вокруг наконечника отражающий экран. A device for soldering, containing a hollow rod with a handle made of a material with low thermal conductivity, in which a heating element is installed, as well as a removable working tip fixed in a hollow rod [2]. A reflective screen can be installed around the tip in the hollow rod-case.

Недостатком указанного устройства является невысокий КПД, так как не используется излучение от нагревателя. The disadvantage of this device is its low efficiency, since radiation from the heater is not used.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является устройство для пайки, содержащее полый корпус с рукояткой, во внутренней полости которого размещена отражательная камера с установленным в ее фокусе нагревателем, выполненным в виде источника оптического излучения и сменный рабочий наконечник [3] . Отражательная камера выполнена в виде замкнутой системы, вдоль оптической оси которой установлены нагреватель и рабочий наконечник. Closest to the proposed technical essence is a soldering device containing a hollow body with a handle, in the inner cavity of which there is a reflective camera with a heater installed in its focus, made in the form of an optical radiation source and a replaceable working tip [3]. The reflective camera is made in the form of a closed system, along the optical axis of which a heater and a working tip are installed.

Основными недостатками подобного типа устройства для пайки являются:
неполное использование излучения нагревателя вследствие наличия отражательной камеры, имеющей большую поверхность;
достаточно большие габариты устройства, обусловленные наличием отражательной камеры, что затрудняет условия его эксплуатации;
высокая энергоемкость из-за необходимости использования в них нагревателей или источников оптического излучения большой мощности;
наличие на рабочем наконечнике подобного типа устройств для пайки [2,3] электростатического электричества, что ухудшает условия эксплуатации и сужает их область использования.The main disadvantages of this type of soldering device are:
incomplete use of heater radiation due to the presence of a reflective chamber having a large surface;
sufficiently large dimensions of the device due to the presence of a reflective camera, which complicates the conditions for its operation;
high energy intensity due to the need to use heaters or high power optical radiation sources in them;
the presence on the working tip of a similar type of device for soldering [2,3] electrostatic electricity, which worsens operating conditions and narrows their field of use.

Целью изобретения является повышение интенсификации нагрева рабочего наконечника устройства для пайки без увеличения габаритов устройства, улучшение условий его эксплуатации благодаря устранению причин возникновения наведенного электростатического электричества и созданию условий подсветки места пайки, а также уменьшение энергоемкости процесса пайки. The aim of the invention is to increase the intensification of heating of the working tip of the soldering device without increasing the dimensions of the device, improving its operating conditions by eliminating the causes of induced electrostatic electricity and creating conditions for lighting the soldering place, as well as reducing the energy consumption of the soldering process.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для пайки, содержащем полый корпус с рукояткой, во внутренней закрытой полости которого установлен нагреватель и сменный рабочий наконечник, внутренняя полость корпуса устройства связана с внешней средой каналами оптической подсветки, выполненными в теле рабочего наконечника. This goal is achieved by the fact that in the known device for soldering, containing a hollow body with a handle, in the inner closed cavity of which a heater and a replaceable working tip are installed, the internal cavity of the device body is connected to the external environment by optical illumination channels made in the body of the working tip.

Кроме того, для оптимизации работы устройства источник оптического излучения выполнен в виде кварцевой лампы с вольфрамовой нитью накала, причем само устройство для пайки снабжено блоком регулировки подводимой электрической мощности. In addition, to optimize the operation of the device, the optical radiation source is made in the form of a quartz lamp with a tungsten filament, and the soldering device itself is equipped with a unit for adjusting the input electric power.

Кроме того, для улучшения удобства эксплуатации устройство снабжено кожухом из теплоизоляционного материала, охватывающего снаружи полый корпус. In addition, to improve ease of use, the device is equipped with a casing of heat-insulating material, covering the hollow body from the outside.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается от известного тем, что внутренняя полость корпуса связана с внешней средой каналами оптической подсветки, выполненными в теле рабочего наконечника. Кроме того, оно отличается также выполнением источника оптического излучения в виде кварцевой лампы с вольфрамовой нитью накала и наличием блок регулировки подводимой электрической мощности, а также наличием наружного кожуха из теплоизоляционного материала. A comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that the proposed device differs from the known one in that the internal cavity of the housing is connected to the external environment by optical illumination channels made in the body of the working tip. In addition, it also differs in the embodiment of the optical radiation source in the form of a quartz lamp with a tungsten filament and the presence of a block for adjusting the input electric power, as well as the presence of an outer casing of heat-insulating material.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого технического решения с другими известными в данной области техники техническими решениями [1,2] показывает, что известны случаи использования в устройствах для пайки в качестве нагревателей источников оптического излучения, например ксеноновых ламп типа ДКСШ500 мощностью 500 Вт, однако в таких устройствах отсутствует рабочий наконечник, а само устройство снабжено фокусирующей открытой системой (оптической), фокусирующей тепловой поток, излучаемый нагревателем-источником оптического излучения, в месте пайки. При подобном выполнении не достигается высокого КПД для пайки, так как в процессе пайки участвует только часть излучения от оптического источника-нагревателя, поскольку часть тепловой энергии излучения отбирается окружающей средой. Кроме того, большие габариты устройства из-за громоздкой отражательной системы, необходимости использования источников большой мощности (500 Вт) и, следовательно, значительных габаритов, отсутствие рабочего наконечника - все это существенно сужает область возможного использования подобного типа устройства для пайки и усложняет условия их эксплуатации. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with other technical solutions known in the art [1,2] shows that there are known cases of using sources of optical radiation as heaters in soldering devices, for example, 500 W DXSh500 xenon lamps, however, such devices do not have a working tip, and the device itself is equipped with a focusing open system (optical), focusing the heat flux emitted by the heater-source of optical radiation, in the place of soldering. With this embodiment, a high efficiency for soldering is not achieved, since only part of the radiation from the optical source-heater is involved in the soldering process, since part of the thermal energy of the radiation is taken away by the environment. In addition, the large dimensions of the device due to the bulky reflective system, the need to use high power sources (500 W) and, therefore, significant dimensions, the lack of a working tip, all this significantly reduces the scope of possible use of this type of soldering device and complicates the conditions for their operation . This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для пайки; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с наружным кожухом. In FIG. 1 presents the proposed device for soldering; in FIG. 2 - an embodiment of a device with an outer casing.

Устройство для пайки содержит полый корпус 1, во внутренней полости 2 которого размещен нагреватель 3, выполненный в виде источника оптического излучения, например лампы накаливания, питаемой с помощью электрического шнура 4, пропущенного через закрепленную на нерабочем конце полого корпуса 1 полую рукоятку 5 и подключаемого через блок 6 регулировки подводимой электрической мощности к электрической сети или блоку питания (не показаны). В полом корпусе 1 со стороны его рабочего конца установлен сменный рабочий наконечник 7, выходящий хвостовой частью во внутреннюю полость 2, представляющую собой замкнутую камеру. В теле самого рабочего наконечника 7 выполнены каналы 8 оптической подсветки, например, сквозные пазы, соединяющие внутреннюю полость 2 с внешней средой и направляющие выходящее из полости-камеры оптическое излучение на место пайки. The soldering device comprises a hollow body 1, in the inner cavity 2 of which a heater 3 is placed, made in the form of an optical radiation source, for example, an incandescent lamp fed with an electric cord 4, passed through a hollow handle 5 fixed to the non-working end of the hollow body 1 and connected through a unit 6 for adjusting the input electric power to an electric network or a power supply unit (not shown). In the hollow body 1, on the side of its working end, a replaceable working tip 7 is installed, which extends with the tail part into the internal cavity 2, which is a closed chamber. Optical illumination channels 8 are made in the body of the working tip 7 itself, for example, through grooves connecting the internal cavity 2 with the external medium and directing the optical radiation emerging from the camera cavity to the soldering place.

Источник оптического излучения может быть выполнен в виде кварцевой лампы с вольфрамовой нитью накала, в качестве которой может быть использована кварцевая лампа КГМН 27-27 мощностью 27 Вт, питаемая электрическим током напряжением 27 В. Полый корпус 1 устройства снаружи может быть закрыт защитным кожухом 9 из теплоизоляционного материала, например термостойкой керамики или стекла. Сам корпус 1 или только его переходная часть, на которой крепится рукоятка 5, выполнен из материала с малой теплопроводностью, например стали. Рукоятка 5 выполнена из электроизоляционного материала, например пластмассы. The optical radiation source can be made in the form of a quartz lamp with a tungsten filament, which can be used as a KGMN 27-27 quartz lamp with a power of 27 W, powered by an electric current of 27 V. The hollow body 1 of the device can be closed from the outside with a protective casing 9 of thermal insulation material, such as heat-resistant ceramics or glass. The housing 1 itself or only its transitional part, on which the handle 5 is mounted, is made of a material with low thermal conductivity, for example steel. The handle 5 is made of an insulating material, such as plastic.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подключении к электрической сети или блоку питания с помощью блока 6 регулировки подводимой электрической мощности настраивают режим пайки для каждого конкретного случая. Нагреватель 3, например кварцевая лампа КГМН 27-27, создает тепловой поток, который передается на рабочий наконечник 7 как путем теплопроводности, так и путем излучения, и обеспечивает нагрев его до 400^оС. Световой поток от нагревателя 3 - источника оптического излучения из закрытой полости 2 через сквозные пазы - оптические каналы 8 подсветки, попадая на место пайки, нагревая и освещая его, облегчает условия пайки, особенно в затемненных местах электромонтажных плат. В качестве источника питания с блоком 6 регулирования подводимой мощности может быть использован стабилизатор напряжения постоянного тока компенсационного типа.When connected to an electrical network or power supply unit using the unit 6 adjust the input electric power adjust the soldering mode for each specific case. The heater 3 such as a quartz lamp KGMN 27-27 creates a heat flow which is transmitted to the working tip 7 both by conduction and by radiation and heats it up to 400 ° ^C. The luminous flux from the heater 3 - source of optical radiation from the closed cavity 2 through the through grooves - the optical channels 8 of the backlight, getting to the place of soldering, heating and lighting it, facilitates the soldering conditions, especially in the darkened places of wiring boards. As a power source with block 6 control input power can be used a voltage stabilizer DC compensation type.

Как известно, сопротивление нити лампы накалывания в холодном состоянии примерно в 10 раз меньше раскаленной, поэтому в момент включения на ней рассеивается мощность, значительно превышающая номинальную. Данный эффект приводит к значительному сокращению срока службы электролампы, что нежелательно при применении относительно дорогостоящей проекционной лампы типа КГМН. Предлагаемый источник питания позволяет избавиться от указанного эффекта за счет ограничения тока лампы на уровне номинального при включении питания. Дальнейшее увеличение срока службы электролампы достигается ее эксплуатацией в облегченном режиме, т. е. при пониженном напряжении питания. Данный режим обеспечивается источником питания за счет изменения его выходного напряжения в пределах 20-27 В, что кроме того, позволяет в широких пределах изменить температуру рабочего стержня устройства для пайки. Данный источник питания надежно защищен от короткого замыкания в цепи нагрузки, так как в экстремальном режиме регулирующий элемент источника питания закрывается, ток нагрузки падает почти до нуля и остается таковым до тех пор, пока не будут устранены причины, вызвавшие короткое замыкание. Реализация столь широких возможностей источника питания устройства для пайки потребовала большой теоретической и практической проработки его принципиальной схемы. В результате проведенной работы была выбрана схема компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока с использованием интегрального стабилизатора напряжения К142ЕН3. As you know, the resistance of a filament of an incandescent lamp in a cold state is about 10 times less than a red-hot one, therefore, at the moment of switching on, power dissipating on it significantly exceeds the nominal one. This effect leads to a significant reduction in the life of the electric lamp, which is undesirable when using a relatively expensive projection lamp type KGMN. The proposed power source allows you to get rid of this effect by limiting the lamp current to the nominal level when you turn on the power. A further increase in the service life of the electric lamp is achieved by its operation in the light mode, i.e. with a reduced supply voltage. This mode is provided by a power source due to a change in its output voltage within 20-27 V, which, in addition, allows a wide range to change the temperature of the working rod of the soldering device. This power supply is reliably protected from short circuit in the load circuit, since in extreme mode the control element of the power source is closed, the load current drops to almost zero and remains so until the causes that caused the short circuit are eliminated. The implementation of such wide possibilities of the power source of the soldering device required a large theoretical and practical study of its circuit diagram. As a result of the work carried out, a compensating DC voltage stabilizer circuit was selected using the K142EN3 integrated voltage stabilizer.

Предложенное устройство для пайки по сравнению с известными позволяет повысить интенсификацию нагрева рабочего наконечника без увеличения габаритов устройства, улучшить условия его эксплуатации и уменьшить энергоемкость процесса пайки. The proposed device for soldering in comparison with the known allows to increase the intensification of the heating of the working tip without increasing the dimensions of the device, to improve its operating conditions and reduce the energy consumption of the soldering process.

Claims

1. The device for soldering, containing a hollow body with a handle, a heater located in the inner cavity of the body, made in the form of an optical radiation source, and a replaceable tip mounted on the optical axis of the heater, characterized in that the tip has through holes connecting the body cavity with external environment for lighting and heating the soldering place, and the holes are made with axes converging in the working area.

2. The device according to p. 1, characterized in that in the housing in the zone of connection with the tip made through longitudinal holes.

3. The device according to p. 1, characterized in that on the outer surface of the housing is mounted a casing made of heat-insulating material.

4. The device according to claim 1, characterized in that the optical radiation source is made in the form of a quartz incandescent lamp and is equipped with a unit for adjusting the input electric power.