CS222797B1

CS222797B1 - Apparatus for controlling the integrated power of a high-frequency generator during dielectric heating of non-conductive substances

Info

Publication number: CS222797B1
Application number: CS204482A
Authority: CS
Inventors: Otakar Bocek; Zdenek Fidransky; Rudolf Havlicek; Frantisek Jares; Miroslav Langmajer
Original assignee: Otakar Bocek; Zdenek Fidransky; Rudolf Havlicek; Frantisek Jares; Miroslav Langmajer
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1983-07-29

Abstract

Vynález se týká zařízení pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru při dielektrlckém ohřevu nevodi - vých látek a řeší problém umožnění změny integrovaného vysokofrekvenčního výkonu v průběhu periody ohřevu v závislosti na teplotě svářecích á ohřívacích elektrod.Účelu se dosahuje zařízením podle vynálezu tak, že na elektrodách (1) je umístěno nejméně jedno snímací teleso (6), ve kterém je vytvořena dutina (2) pro průtok ohřívané nevodivé kapaliny, a ke vstupu i výstupu dutiny (2) snímacího tělesa (6) je připojen vždy jeden konec hadičky (3) z nevodivé látky, jejíž druhý konec je připojen ke vstupu a výstupu měřící dutiny /4/ upravené v měřící* tělese (5), přičemž do okruhu mezi snímací těleso (6)a měřící těleso (5) je vřazeno čerpadlo (9) a k měřícímu tělesu (5) je připojeno teplotní termistorové čidlo (7), spojené nejméně jedním vodičem s obvodem (8) pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru. Zařízení podle vynálezu je vhodné zejména pro použití u vysokofrekvenčních svařovacích zařízení.The invention relates to a device for regulating the integrated power of a high-frequency generator during dielectric heating of non-conductive substances and solves the problem of enabling the change of the integrated high-frequency power during the heating period depending on the temperature of the welding and heating electrodes. The purpose is achieved by the device according to the invention in such a way that at least one sensing body (6) is placed on the electrodes (1), in which a cavity (2) is formed for the flow of the heated non-conductive liquid, and one end of a tube (3) made of a non-conductive substance is connected to the inlet and outlet of the cavity (2) of the sensing body (6), the other end of which is connected to the inlet and outlet of the measuring cavity /4/ arranged in the measuring body (5), while a pump (9) is included in the circuit between the sensing body (6) and the measuring body (5) and a temperature thermistor sensor (7) is connected to the measuring body (5), connected by at least one conductor to the circuit (8) for regulation of the integrated power of a high-frequency generator. The device according to the invention is particularly suitable for use in high-frequency welding devices.

Description

Vynález ee týká zařízeni pro regulaci integrovaného žbMÁ·* výkonu vysokofrekvenčního generátoru při dielektřickém ohřevu nevodivých látek, zejména při vysokofrekvenčním svařování plastických hmot v závislosti na teplotě ohřívacích nebo svařovacích elektrod·The invention relates to a device for regulating the integrated heat output of a high-frequency generator for the dielectric heating of non-conductive substances, in particular for the high-frequency welding of plastics as a function of the temperature of the heating or welding electrodes.

Při vysokofrekvenčním dielektrickém ohřevu je materiál ohříván mezi dvěma kovovými deskami kondenzátoru, které jsou zejména při svařování v přímém kontaktu se svařovaným, materiálem· Teplo vzniká v samotném materiálu dielektrickými ztrátami a při homogenním materiálu a rovnoběžných elektrodách je homogenní i elektrické pole ohřívající materiál· Povrch materiálu je věak při počátku ohřevu materiálu ochlazován elektrodami, které jsou v přímém styku s ohřívaným materiálem· To znamená, že část tepla vyvinutého v materiálu je odváděna chladnějšími elektrodami a teplota vlastního materiálu je nižší při stejném času ohřevu a stejném výstupním vysokofrekvenčním výkonu generátoru než po ustáleném stavu vysokofrekvenčního ohřevu, kdy teplota elektrod stoupne po určetém počtu ohřívacích cyklů na ustálenou hodnotu· V tomto stavu je teplota ohřívacích nebo svařovacích elektrod na takové hodnotě, kdy výkon odnímaný z ohřívaného materiálu vedením tepla je v rovnováze z tepelnými ztrátami vlastních elektrod .vzniklých sáláním nebo zářením· Při vysokofrekvenčním svařování se svařovacích elektrod používá i k periodě chladnutí sváru, kdy elektrody po vypnutí vysokofrekvenčního ohřevu a vlastním spojení materiálu tlakem odvádějí část tepla z materiálu tak, aby teplota evaru byla na takové výěi, která zaručuje pevné spojení materiálu, a zároveň zabrání zpětné tepelné deformaci reliefu svaru při tvarovaných svařovacích elektrodách. Teplota ohřívacích nebo svařovacíchIn high-frequency dielectric heating, the material is heated between two metal plates of the capacitor, which are in direct contact with the material to be welded, especially when welding. · Heat is generated by dielectric losses in the material itself and the homogeneous material and parallel electrodes however, when the material is heated, it is cooled by electrodes that are in direct contact with the material to be heated. This means that some of the heat generated in the material is dissipated by the cooler electrodes and the material temperature is lower at the same heating time and the same RF output power than state of high-frequency heating, when the temperature of electrodes rises to a steady value after a certain number of heating cycles · In this state, the temperature of the heating or welding electrodes is · In high-frequency welding, the welding electrodes are also used for the cooling period of the weld, when the electrodes dissipate some of the heat after the high-frequency heating has been switched off and the material is self-connected of the material so that the temperature of the evar is at a height that ensures a firm bonding of the material, while preventing backward thermal deformation of the weld relief in the formed welding electrodes. Temperature of heating or welding

-4222 797 elektrod ovlivňuje rozhodujícím způsobem kvalitu svaru při počátku svařování nebo ohřevu* Aby se docílilo přijatelných výsledků, prodlužuje se čas ohřevu nebo výstupní vysokofrekvenční výkon generátoru při počáteční fázi svařováni nebo ohřevu, který se postupně zase zkracuje nebo zmenšuje tak, jak dochází k ohřevu ohřívacích nebo svařovacích elektrod* Toto je možné dělat jenom ručněpokud má obsluha velké žkuěenosti* V praxi věak velmi často dochází k tomu, že Čas ohřevu a výstupní vysokofrekvenční výkon generátoru je stále stejně nastaven₍a tím dochází ke zmenšování pevnosti svaru nebo přivařování při ustáleném stavu· Přímé měření teploty ohřívací nebo svařovací elektrody elektrickým převodníkem je obtížné, vyžaduje použití velmi účinných filtrů, protože elektrody vytváří silné vysokofrekvenční elektrické pole, které naměřené výsledky silně zkresluje-4222 797 electrodes have a decisive influence on the quality of the weld at the start of welding or heating * In order to obtain acceptable results, the heating time or the RF output power of the generator is increased at the initial welding or heating phase. heating or welding electrodes * This can only be done manually if the operator has a high level of fatigue * In practice, however, very often the heating time and the RF output power of the generator are still the same ₍ thus reducing weld strength or welding at steady state) · Direct measurement of the temperature of a heating or welding electrode by an electrical converter is difficult, requiring the use of very efficient filters, as the electrodes create a strong high-frequency electric field that severely distorts the measured results

Uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou zařízení podle vynálezu pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru při dielektrickém ohřevu nevodivých látek, zejména při vysokofrekvenčním svařování plastických hmot v závislosti na teplotě ohřívacích nebo svařovacích elektrod, jehož podstata spočívá v tom, že na elektrodách je umístěno nejméně jedno snímací těleso, ve kterém je vytvořena dutina pro průtok ohřívané nevodivé kapaliny a ke vstupu i výstupu dutiny snímacího tělesa je připojen vždy jeden konec hadičky z nevodivé látk£, jejíž druhý konec je připojen ke vstupu a výstupu měřící dutiny, upravené v měřícím tělese, přičemž do okruhu mezi snímací těleso a měřicí těleso je vřazeno čerpadlo a k měřicímu tělesu je připojeno teplotní termistorové čidlo, spojené nejméně jedním vodičem 3 obvodem pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru· Podle vynálezu je měřicí těleso vodivě spojeno s uzemněnou částí vysokofrekvenčního ohřívacího zařízení a obvod pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenč ního generátoru je tvořen časovým rele nebo regulátorem výstupního výkonu vysokofrekvenčního generátoru* Podle vynálezu může být do dutiny v snímacím tělese vložen přídavný člen ve tvaru váloe^v jehož povrchu je upravena nejméně jedna drážka ve tvaru šroubovice·The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the device according to the invention for controlling the integrated power of a high-frequency generator for dielectric heating of non-conductive substances, in particular for high-frequency welding of plastics depending on the temperature of the heating or welding electrodes. in which there is formed a cavity for the flow of heated non-conducting liquid and one end of the non-conductive substance tube 6 is connected to the inlet and outlet of the sensor body cavity, the other end is connected to the inlet and outlet of the measuring cavity arranged in the measuring body; a pump is connected between the sensor body and the measuring body and a temperature thermistor sensor is connected to the measuring body, connected by at least one conductor 3 by a circuit for controlling the integrated power of the high-frequency generator · P According to the invention, the measuring body is conductively connected to a grounded part of a high-frequency heating device and the circuit for controlling the integrated power of the high-frequency generator is a time relay or a high-frequency generator output power regulator. having at least one helical groove on its surface ·

Hlavní výhodou zařízení podle vynálezu je, že umožňuje Směnu integrovaného vysokofrekvenčního výkonu v průběhu periodyThe main advantage of the device according to the invention is that it enables the exchange of the integrated RF power during the period

222 797 ohřevu v závislosti na teplotě svářecích a ohřívacích elektrod. Další výhodou zařízení je jeho konstrukční jednoduchost a možnost širokého využití nejen u nově vyráběných zařízení pro vysokofrekvenční svařování a ohřev, ale i u zařízení, uvedených již dříve do provozu·222 797 depending on the temperature of the welding and heating electrodes. Another advantage of the device is its simplicity of construction and the possibility of wide use not only in the newly manufactured devices for high-frequency welding and heating, but also in devices that were put into operation before ·

Příklad provedení zařízení podle vynálezu pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru při dielektrickém ohřevu nevodivých látek je znázorněn schematicky na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je půdorysný pohled a na obr. 2 je detail provedení snímacího tělesa.An exemplary embodiment of a device according to the invention for regulating the integrated power of a high-frequency generator in dielectric heating of non-conductive substances is shown schematically in the attached drawing, wherein Fig. 1 is a plan view and Fig. 2 is a detail of an embodiment of the sensor body.

Zařízení podle vynálezu je upraveno na elektrodě 1 vysokofrekvenčního svářecího zařízení (obr. l)j na níž je umístěno nejméně jedno snímací těleso 6, ve kterém je vytvořena snímací dutina £ pro průtok nevodivé kapaliny (obr«2). Ke vstupu i vý*· stupu dutiny 2 J® připojen vždy jeden konec hadičky i z “nevodivé látky a druhý konec každé hadičky J je připojen ke vstupu, respektive výstupu měřicí dutiny upravené v měřicím tělese £· Do okruhu mezi měřicí těleso % a snímací těleso 6 je vřazeno čerpadlo Q, které zajišťuje pohyb nevodivé kapaliny tímto uzavřeným okruhem· K měřicímu tělesu £ je připojeno teplotní termistorové čidlo J, spojené alespoň jedním vodičem s obvodem 8 pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru při ohřívací periodě. Měřicí těleso % je spojeno s uzemněnou částí vysokofrekvenčního ohřívacího zařízení· Obvod 8 pro regulaci integrovaného výkonu vysokofrekvenčního generátoru může být vytvořen buá časovým reléjnebo regulátorem výstupního výkonu vysokofrekvenčního generátoru. K zajištění dobrého přestupu tepla ze snímacího tělesa 6 do kapaliny může být do dutiny 2 snímacího tělesa 6 vložen přídavný člen 10 pro usměrnění průtoku kapaliny dutinou snímacího tělesa, například tak, že přídavný člen IQ má tvar válce, v jehož povrchu je upravena nejméně jedna drážka 11 ve tvaru šroubovice, které tvoří kanál pro průtok kapaliny. Tím je kapalina nucena proudit podél stěny dutiny snímacího tělesa·The device according to the invention is provided on the electrode 1 of the high-frequency welding device (FIG. 1) on which at least one sensing body 6 is disposed, in which a sensing cavity 6 is formed for the flow of non-conductive liquid (FIG. 2). One end of the tubing is also connected to the inlet and outlet of the cavity 2 and the other end of each tubing is connected to the inlet or outlet of the measuring cavity provided in the measuring body. A temperature thermistor sensor J connected to at least one conductor with a circuit 8 for regulating the integrated power of the RF generator during the heating period is connected to the measuring body. The measuring body is connected to the grounded part of the high-frequency heater. The circuit 8 for regulating the integrated power of the high-frequency generator may be either a timing relay or a high-power generator output power regulator. To ensure good heat transfer from the sensing body 6 to the liquid, an additional member 10 may be inserted into the cavity 2 of the sensing body 6 to regulate the flow of liquid through the sensing body cavity, for example in such a way that the additional member 10 has a cylindrical shape. 11 in the form of a helix which forms a channel for fluid flow. As a result, the liquid is forced to flow along the cavity wall of the sensor body ·

Funkce zařízení podle vynálezu je tatot Při zahájení první směny nebo po delší pracovní přestávce je teplota ohřívacích nebo svařovacích elektrod blízká teplotě okolí· Nastavení svařovacího času i výkonu vysokofrekvenčního generátoru se provedeThe function of the device according to the invention is tatot At the start of the first shift or after a longer working break, the temperature of the heating or welding electrodes is close to the ambient temperature · The welding time and the RF generator power are set

-k222 797 tak> aby teplota ohřívaného nebo svařovaného materiálu byla optimální· Každým ohřívacím nebo svařovacím cyklem ae zvyšuje teplota ohřívací nebo svařovací elektrody· Tato stoupající teplota se převédí na snímací téleso_{v jehož dutině se ohřívá kapalina· které přenáší teplo na měřící těleso· ITo lepší přenos tepla proudí kapelina v uzavřeném okruhu působením čerpadla· Teplota měřicího tělesa je zjišťována termistorovým čidlem a změnou odporu tohoto termistoru se pomocí dalšího obvodu snižuje integrovaný výkon vysokofrekvenčního generátoru·-k222 797 so that the temperature of the heated or welded material is optimal · With each heating or welding cycle and increases the temperature of the heating or welding electrode · This rising temperature is transferred to the sensing body _{ in which cavity heats the liquid · ITo better heat transfer flows in closed circuit by pump · Temperature of the measuring body is detected by thermistor sensor and change of resistance of this thermistor decreases integrated power of high-frequency generator by another circuit ·

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for regulating the integrated power of a high-frequency generator for dielectric heating of non-conductive materials, in particular for high-frequency welding of plastics depending on the temperature of the heating or welding electrodes, characterized in that at least one sensor body 16) is disposed on the electrodes (1). which comprises a cavity (2) for the flow of heated non-conducting liquid and one end of the non-conductive substance tube (3) is connected to the inlet and outlet of the cavity (2) of the sensor body (6) (4) provided in the measuring body (5-) »wherein a pump (9) is connected to the circuit between the sensor body (6) and the measuring body (5) and a thermistor (7) connected at least to the measuring body (5) single wire with circuit (8) to control the integrated power of the high-frequency generator ·

Device according to Claim 1, characterized in that the measuring body (5) is conductively connected to the grounded part of the high-frequency heating device.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the circuit (8) for controlling the integrated power of the high-frequency generator consists of a time relay or a high-power generator output power regulator.

4. Device according to claim 1, characterized in that an additional cylinder-shaped member (10) is provided in the cavity (2) of the sensor body (6), in which at least one helical groove (11) is provided.