HRP921034A2 - Metoda keramičkog zavarivanja i aparat - Google Patents

Description

Ovaj izum odnosi se na postupak keramičkog zavarivanja kod koje se mješavina čestica vatrostalnog materijala i čestica goriva izbacuje iz izlaza na kraju cijevi za upuhavanje u plinskoj struji, na površinu koja se obrađuje, u plinskoj struji, na površinu koja se obrađuje, gdje čestice goriva izgaraju u zoni reakcije, te proizvode topline, da bi se omekšale ili rastopile izbačene čestice vatrostalnog materijala i pri tome oblikovale koherentnu masu za zavarivanje od vatrostalnog materijala. Izum obuhvaća i aparat za keramičko zavarivanje za izbacivanje mješavine čestica vatrostalnog materijala i goriva iz izlaza na kraju cijevi za upuhavanje u plinskoj struji, na površinu koja se obrađuje, gdje čestice goriva izgaraju u zoni reakcije, te proizvode topline za omekšavanje ili topljenje izbačenih čestica vatrostalnog materijala i pri tome formiraju koherentnu masu za zavarivanje iz vatrostalnog materijala. Izum se naročito odnosi na aparat za keramičko zavarivanje, koji ima cijev za upuhavanje sa izlazom za ispuštanje mješavine praha za keramičko zavarivanje.

Postupci keramičkog zavarivanja uglavnom se koriste za popravak ishabanih ili oštećenih vatrostalnih obloga peći različitih tipova.

Kod postupaka keramičkog zavarivanja koji se obično koriste, mješavina praha za keramičko zavarivanje koja sadrži zrnca vatrostalnog materijala i čestica goriva, izbacuje se na vatrostalnu površinu koja se treba popraviti u nosećoj plinskoj struji, koja se u potpunosti ili uglavnom sastoji od kisika.

Vatrostalna površina nabolje se popravlja ako je stalno na svojoj radnoj temperaturi koja može biti u rasponu od 800° do 1300°C ili je čak viša. Tu je prednost u tome, da se ne mora čekati da se vatrostalni materijal koji se popravlja ohladi ili ponovno grije, te se time smanjuje i vrijeme kad je peć izvan pogona, a osim toga se izbjegavaju mnogi problemi u vezi sa toplinskim pritiskom u vatrostalnom materijalu uslijed takovog hlađenja i ponovnog grijanja, a također se potiče efikasnost reakcije keramičkog zavarivanja, pri čemu čestice goriva gore u zoni reakcije prema površini koja se obrađuje i tamo formiraju jedan ili više vatrostalnih oksida, istovremeno oslobađajući dovoljno topline za topljenje ili omekšavanje barem površina izbačenih zrnaca vatrostalnog materijala, tako da se na mjestu popravka dobiva viskokovalitetna masa za popravak, dok se preko tog mjesta prelazi sa cijevi za upuhavanje.

Opisi postupaka keramičkog zavarivanja mogu se naći u britanskim specifikacijama patenta GB 1330894 u GB 2110200-A.

Pronađeno je, da je radna udaljenost, a to je udaljenost između zone reakcije na površini koja se obrađuje i izlaza na cijevi za upuhavanje iz kojeg se izbacuje prah za keramičko zavarivanje, od velike važnosti iz mnogo razloga. Ako je ta radna udaljenost premala, postoji opasnost da zavareni dio odnosno vrh cijevi za upuhavanje uđe u zonu reakcije, te vatrostalni materijal na kraju cijevi za upuhavanje zatvori njen izlaz. Postoji čak i opasnost da se reakcija vrati u cijev za upuhavanje, iako se ta mogućnost izbjegava osiguranjem da je brzina noseće plinske struje koja izlazi iz cijevi veća od brzine rasprostiranja reakcije. Postoji i mogućnost da se cijev za upuhavanje pregrije uslijed blizine zone reakcije i da dotakne površinu koja se obrađuje što bi opet dovelo do blokiranja njenog izlaza. S druge strane, ako je radna udaljenost prevelika, struja praha za keramičko zavarivanje će se raširiti, te reakcija neće biti tako koncentrirana što će dovesti do gubitka efikasnosti, povećanog odbijanja materijala sa površine koja se obrađuje, slabije kvalitete zavarivanja, a postoji čak i opasnost da reakcija ne uspije.

Optimalna udaljenost između izlaza cijevi za upuhavanje i površine koja se obrađuje ovisi o raznim faktorima. Na primjer, kod zavarivanja kod kojeg se prah za keramičko zavarivanje ispušta brzinom od između 60 i 120 kg/h iz izlaza na cijevi koji ima unutrašnji promjer od 12 do 13 mm, utvrđeno je da je takova optimalna udaljenost između 5 i 10 cm. Ta optimalna udaljenost rijetko je veća od 15 cm.

Zbog visokih temperatura koje obično nalazimo na mjestu popravka, površina koja se obrađuje i drugi dijelovi obloge peći obično imaju tendenciju zračenja u vidljivom spektru, a sama zona reakcije je jako usijana. Uslijed toga je teško direktno promatrati izlaz cijevi za upuhivanje, a ta poteškoća se povećava, što je veća duljina cijevi za upuhivanje. Cijevi za upuhavanje duljine od 10 metara nisu nepoznati, a nije nepoznato niti to, da se zavarivanje vrši na mjestu koje je izvan direktnog vidokruga osobe koja vrši zavarivanje.

Predmet ovog izuma jest, da se ponudi metoda i aparat, pri čemu varilac može lakše kontrolirati udaljenost između izlaza cijevi za keramičko zavarivanje i mjesta popravka.

Kod postupka keramičkog zavarivanje kod kojeg se mješavina čestica vatrostalnog materijala i goriva izbacuje iz izlaza na kraju cijevi za upuhavanje u plinskoj struji na površinu koja se obrađuje gdje čestice goriva izgaraju u zoni reakcije i proizvode toplinu za omekšavanje ili topljenje izbačenih čestica vatrostalnog materijala i time formiraju koherentnu vatrostalnu masu za zavarivanje, prema ovom izumu je data metoda promatranja odnosno kontroliranja udaljenosti između izlaza na cijevi za upuhavanje i zone reakcije, naznačena time, da se zona reakcije i barem dio prostora između zone reakcije i izlaza na cijevi prati pomoću kamere i elektronskog signala koji pokazuje razmak odnosno udaljenost (“radna udaljenost”) između izlaza cijevi i zone reakcije.

Predmetni izum također obuhvaća aparat za keramičko zavarivanje za izbacivanje mješavine čestica vatrostalnog materijala i goriva iz izlaza na kraju cijevi za upuhavanje u plinskoj struji na površinu koja se obrađuje, gdje čestice goriva izgaraju u zoni reakcije i na taj način proizvode toplinu za omekšavanje ili topljenje izbačenih čestica vatrostalnog materijala, te time formiraju koherentnu masu vatrostalnog materijala za zavarivanje, naznačen time, da takav obuhvaća i naprave za kontroliranje razmaka odnosno udaljenosti između izlaza cijevi i zone reakcije (“radna udaljenost”), a taj aparat se sastoji od kamere za kontroliranje zone reakcije i barem jednog dijela prostora između zone reakcije i izlaza na cijevi, te napravu za davanje elektronskog signala koji označava radnu udaljenost.

Pomoću metode i aparata prema izumu, varilac će imati veliku korist od elektronskog signala, jer će jednostavnije kontrolirati udaljenost između izlaza na cijevi za keramičko zavarivanje i zone reakcije na mjestu popravka, te će mu na taj način biti lakše postići optimalne uvjete zavarivanja. Začuđujuće je, da se kontrolni signal koji pokazuje radnu udaljenost dobiva korištenjem kamere u veoma vrućem i svjetlom području peći na njenoj radnoj temperaturi.

U izvedbi prema izumu, zona reakcije i barem dio površine između zone reakcije i izlaza cijevi kontrolira se korištenjem kamere (“CCD”). Takova kamera je malih dimenzija, tako da se njome lako manipulira, a njen rad je prikladan za jednostavnu proizvodnju spomenutog elektronskog signala koji pokazuje radnu udaljenost. Mnoge CCD kamere koje se mogu dobiti imaju dodatnu prednost da su posebno osjetljive na duljinu valova svjetlosti koji se emitiraju iz zone reakcije keramičkog zavarivanja.

Kontrolni signal može se direktno koristiti za automatsko održavanje ispravne radne udaljenosti. Na primjer, cijev se može montirati na nosač, te se može pomicati na tri perpendikularne osovine sa tri motora pod kontrolom kompjutera u koji je ubačen i pohranjen taj signal.

Alternativno ili dodatno, dobiva se čujni i/ili vizualni signal za razlikovanje između radnih uvjeta pod kojima (a) je stvarna radna udaljenost unutar raspona tolerancije predodređene radnje udaljenosti i (b) uvjeta pod kojima je stvarna radna udaljenost izvan takovog raspona tolerancije. Time će osoba koja vari jednostavnije kontrolirati poziciju izlaza cijevi u usporedbi sa radom kad je sve pod manualnom kontrolom ili će se jednostavnije kontrolirati automatsko zavarivanje.

Kod nekih izvedbi prema izumu, spomenuta kamera se može pomicati neovisno o spomenutoj cijevi i koristi se istovremeno za kontroliranje pozicije izlaza cijevi i zone reakcije. Takove izvedbe izuma mogu se koristiti u praksi uz korištenje cijevi za keramičko zavarivanje poznatih tipova. Odgovarajuće pozicioniranje kamere omogućit će kontroliranje radne udaljenosti između izlaza na kraju cijevi i zone reakcije. Budući se izlaz cijevi također kontrolira, veličina slike izlaznog kraja cijevi u fokalnoj ravnini kamere može se koristiti za davanje indikacije udaljenosti između kamere i kraja cijevi, a to omogućava izračunavanje udaljenosti između kraja cijevi i zone reakcije. Preporuča se da se takovi obračuni vrše automatski i stoga se preferira da se signal stvara proporcionalno veličini slike izlaznog kraja cijevi kao što je praćeno spomenutom kamerom i da se signal koristi kao faktor preračunavanja za sliku radnog područja između zone reakcije i izlaza cijevi.

Kalibriranje aparata je veoma pojednostavljeno kad se kamera montira u fiksirani položaj i orijentaciju na spomenutu cijev i obično se to prihvaća.

Izum nadalje obuhvaća aparat za keramičko zavarivanje koji sadrži cijev za upuhavanje sa izlazom na jednom kraju, za ispuštanje mješavine praha za keramičko zavarivanje, naznačenu time, da ta cijev inkorporira fiksiranu elektronsku kameru usmjerenu prema liniji uzduž koje se ispušta takova mješavina praha.

Takova cijev mora biti posebno komplicirane izvedbe, a primjena metode izuma također je pojednostavljena, budući je osigurano da će kamera uvijek biti okrenuta u ispravnom pravcu. Vidno polje kamere kod ove izvedbe može, no ne mora obuhvaćati izlazni kraj cijevi, jer će pozicija tog izlaza u odnosu na vidno polje, biti poznata. Kalibriranje je također uvelike pojednostavljeno i može se jednostavno provesti pod uvjetima okoline izvan svake peći, postavljanjem gradirane skale na izlazni kraj cijevi u liniji sa putem ispuštanja za mješavinu praha i promatrajući skalu kroz kameru. Takova graduirana skala poprimit će oblik svjetlosne trake okružene maskom koja je po svojoj duljini perforirana u razmacima, npr. i razmacima od 1 cm, tako da kamera može registrirati spacionirane osvijetljene putove.

Da bi se kamera zaštitila protiv pregrijavanja prilikom korištenja, preporuča se da se kamera drži u omotaču koji je uređen i prilagođen za cirkulaciju rashladnog sredstva. Mnoge izvedbe komercijalno korištenih cijevi za keramičko zavarivanje već imaju ugrađene vodene omotače čija glavna manjena je sprečavanje pregrijavanja cijevi, naročito prema njenom izlaznom kraju, a takovi vodeni omotači mogu već biti tako modificirani, da se u njih smjesti spomenuta kamera.

Postoji i filtar za zaštitu spomenute kamere od infra-crvene radijacije. Kamere koje se zasad mogu dobiti na tržištu često nisu takove izvedbe da infra-crvenu radijaciju pretvaraju u električne signale, te će takav filtar djelovati i tako, da će kameru štititi protiv pregrijavanja, a neće ni na koji način loše utjecati na rad kamere. Takovi filtri mogu na primjer biti napravljeni od fine zlatne folije koji je barem djelomično transparentan na vidljivu radijaciju, no reflektira veliku proporciju radijacije u infra-crvenom spektru.

Mnoge od takovih kamera su slijepe prema reakciji i imaju valne duljine veće od 900 nm, a ustanovljeno je da spektralni koeficijent zračenja tipične zone reakcije keramičkog zavarivanje ima svoj maksimum na valnoj duljini ispod 850 nm. Stoga, da bi se dobila maksimalna zaštita kamere protiv infra-crvene radijacije sa minimalnim utjecajem na njenu osjetljivost, preporuča se da se spomenuti filtar prilagodi za zaštitu spomenute kamere protiv radijacije sa valnim duljinama većim od 900 nm.

Daljnji filtar štiti spomenutu kameru od radijacije sa valnim duljinama kraćim od 600 nm. Zaštita od takove radijacije sa kraćim valnim duljinama vrši se pomoću crvenog filtra, koji ima prednost da uveliko smanjuje da kamera registrira svjetlo koje ne dolazi iz zone reakcije kao takovo. Također reducira i zasljepljujuće svjetlo, uslijed čega se zona reakcije može točnije pratiti. Kod posebno praktičnih izvedbi koje obuhvaćaju obje navedene karakteristike, kamera je opremljena sa filtrima koji štitite od radijacije sa valnim duljinama manjim od 630 ili 650 nm i većim od 850 nm, tako da većina energije zračenja na kameru ima valnu duljinu unutar navedenih veličina.

Kod nekih izvedbi prema izumu postoji filtar za zaštitu kamere od zračenja sa valnim duljinama koje se kreću od 670 nm. Kako se cijev kreće preko površine mjesta pod popravkom očito će doći do povećanja tog mjesta od kojeg se zona reakcije upravo odmakla. Zbog intenzivnog grijanja u zoni reakcije, to povećanje mjesta bilo je jako grijano i vjerojatno će i dalje jako svijetliti nakon što je zona reakcije prešla na susjedni dio mjesta koje se popravlja. To preostalo svijetljenje može se smanjiti ili čak eliminirati korištenjem sub-60 nm filtra, čime se reducira ili izbjegne svaka vidljiva distorzija zone reakcije kao što kamera registrira.

Prema izumu dat je i uređaj za dovod struje ili plina koji se postavlja iznad spomenute kamere. Pretpostavlja se da je atmosfera u unutrašnjosti peći koja se popravlja puna prašine i dima, uključivši prašinu i dim od samog procesa keramičkog zavarivanja, te prihvaćanje spomenutih naprava pomaže da se kamera drži čistom od prašine i dimnih para, koje bi ju mogle oštetiti. Temperatura takovog plina obično je takova, da ima i efekt hlađenja na kameru.

Lokacija takove kamere na spomenutu cijev nije presudna, pod uvjetom da vidno polje kamere obuhvaća traženu duljinu linije ispuštanja praha. Spomenuta kamera se obično montira na spomenutu cijev na udaljenosti između 30 i 100 cm od izlaza cijevi. U vezi sa strujom napunjenom napravom veličine od pola inča (12.7 mm), leća objektiva od 15 mm daje vidno polje od 24ş. Ako se takova kamera stavi 70 cm od kraja cijevi, može se promatrati linija ispuštanja praha duljine 30 cm.

Da bi se dobio signal koji označava aktualnu radnu udaljenost u svakom datom momentu, signali koji odgovaraju slici koju je registrirala kamera, mogu se prenijeti u analizator, za određivanje pozicije zone reakcije. Zonom zaštite kamere smatra se ona pozicija, gdje svjetlosni intenzitet prelazi predodređenu graničnu vrijednost. Slijedeći prethodno kalibriranje koji je stvarni razmak dviju točki doveden u koleraciju sa razmakom slika tih točki i pozicija kraja cijevi s obzirom na sliku, jednostavno je dobiti signal koji označava radnu udaljenost.

Signali dobiveni korištenom kamerom mogu se pohraniti kao elektronska slika i koristiti na različite načine. Ta slika u stvari se ne mora prikazati. Može se na primjer koristiti za kontrolu automata za zavarivanje. Alternativno ili dodatno, signal koji označava stvarnu radnu udaljenost, može se lako elektronski usporediti nakon odgovarajućeg kalibriranja, sa signalom koji odgovara zamišljenoj optimalnoj radnoj udaljenosti i svaka razlika može se upotrijebiti za dobivanje zvučnog signala. Na primjer može se učiniti tako, da kad izlaz cijevi dođe preblizu do rada, stvara se signal visokog tona sve jačeg intenziteta, a između izlaza cijevi i rada stvara se signal niskog tona sve jačeg intenziteta. Cilj osobe koja radi na zavarivanju jest, da stvorene zvučne signale drži na što nižoj tonskoj jačini.

No, uglavnom se signali dobiveni spomenutom kamerom koriste za stvaranje slike na ekranu video monitora, a ekran video monitora za prikaz slike snimljene spomenutom kamerom, omogućava onome koji vrši zavarivanje, da lakše dobije informacije koje su mu potrebne. Nije potrebno da te slike budu dvodimenzionalni prikazi radne scene. Budući da sve što osoba koja vari treba znati jest način na koji se mijenja linearno mjerenje, na cijev se može montirati linearna CCD kamera i time uštedjeti daljnji troškovi. Takova linearna kamera može se također koristiti za dobivanje zvučnog signala kao što je naprijed navedeno.

No, preferira se da takova kamera daje punu dvodimenzonalnu sliku, jer je tako prikaz osobi koja vari prirodniji i dopušta veću točnost u praćenju udaljenosti između obrađivane površine i izlaza cijevi, na što ćemo se kasnije vratiti.

Spomenuti ekran video monitora koristi se za prikaz slike zone reakcije položene na skalu kalibriranja. Osiguranje uređaja za pohranjivanje kalibracione skale i prikazivanje slike te skale na spomenutom ekranu, uveliko olakšava zadatak osobe koja vari, jer odmah može vidjeti koliko je cijev udaljena od obrađivane površine, te poduzeti korektivne mjere, ukoliko su potrebne.

Izum će u daljnjem tekstu biti opisan pomoću primjera i popratnih crteža, kako slijedi:

Slika 1 je opći prikaz izvedbe cijevi za keramičko zavarivanje prema izumu čiji izlazni kraj je usmjeren prema stijenki koja se popravlja, sa vrškom cijevi prikazanim u presjeku za dodatno objašnjenje

Slika 2 prikazuje presjek stupa cijevi slike 1

Slika 3 prikazuje stupanj kod kalibriranja opreme za praćenje zajedno sa cijevi slike1, a

Slika 4 pokazuje video ekran, kako izgleda za vrijeme provođenja procesa keramičkog zavarivanja u skladu sa ovim izumom.

Na slikama, cijev 10 ima radni kraj 11 sa izlazom 12 za izbacivanje struje nosećeg plina bogatog kisikom, koji transportira mješavinu praha za keramičko zavarivanje.

Sastav izbačene struje ovisi o vrsti površine koja se popravlja. Na primjer, za popravak silika vatrostalnog materijala noseći plin mora se sastojati od suhog kisika prema trgovačkom stupnju, a prah za keramičko zavarivanje mora se sastojati od 87 težinskih postotaka silika čestica veličine od oko 0.3 do 0.5 mm kao komponenta vatrostalnog materijala, te 12% silikona i 1% čestica aluminija, oboje sa nominalnom veličinom od oko 50 mikrometara kao komponente goriva.

Prah za keramičko zavarivanje dovodi se do izlaza cijevi 12 pomoću tube cijevi 13 okružene medijanom i vanjskih tuba cijevi 14 i 15 koje su u vezi na izlaznom kraju 11 cijevi. Srednja tuba cijevi 14 ima ulaz 16a za dovod rashladnog sredstva kao što je voda i vanjsku tubu cijevi 15 sa izlazom 16b za to rashladno sredstvo. Tako cijev za upuhivanje ima vodeni omotač, da bi se izbjeglo pregrijavanje.

CCD kamera 17 je smještena nekoliko desetaka centimetara, na primjer 30 do 100 cm od izlaza cijevi, gdje je okružena kratkim produžetkom 18 vodenog omotača. Kao što je prikazano, vidno polje 19 kamere 17 obuhvaća izlazni kraj 11 cijevi 10 i oštećenu površinu 20 stijenke od vatrostalnog materijala 21 koja se treba popraviti. Zona reakcije 22 može se postaviti nasuprot strane koja se popravlja 21, kao što je prikazano. Signali od kamere 17 prolaze uzduž kabela 23 lociranog unutar voda za dovod zraka 24, koji je pak smješten unutar središnje tube cijevi 14 vodenog omotača. Vod za dovod zraka 24 ulaza u produžetak vodenog omotača 18, a njegov kraj je tako raspoređen, da preko kamere stalno struji hladni zrak, te je drži slobodnom od prašine i dimnih kondenzata da bi se očuvala kvaliteta slike i da bi se pomoglo hlađenju kamere. Kamera ima jaki crveni filter i reflektivni filter, na primjer od zlata, za zaštitu od infra-crvene radijacije, tako da se sprečava da radijacija izvan opsega valne duljine 630 (ili 650) do 850 nm, uglavnom izvan 670 do 850 nm, dođe do kamere.

Pogodna CCD kamera je ona koja se na tržištu nalazi u slobodnoj prodaji pod trgovačkim nazivom ELMO Color Camera System 1/2” CCD image sensor, efektivni pixeli: 579 (H) x 583 (V):područje opažanja slike: 6.5 x 4.85 nm: vanjski promjer 17.5 nm oko 5nm dugačak. Alternativno se može koristiti CCD kamera u boji, kao što je “WV-CDIE” od Panasonica ili “IK-M36PK” od Toshibe.

Takav aparat vrlo se lako kalibrira kao što je prikazano na slici 3. Graduirans skala se postavi i fiksira na izlazni kraj cijevi, te registrira kamerom 17. Tu radnju rukovalac može izvršiti izvan svake peći pod ambijentalnim uvjetima u radionici.

Zbog prilično jakih filtera kojima je kamera opremljena, podobno je da se skala 25 oblikuje kao maska za traku svjetlosti, koja maska je oblikovana sa otvorima na jednakim razmacima kao otvori 1 do 7, koji mogu biti odvojeni jedan od drugoga na primjer za jedan centimetar. Tada će kamera registrirati liniju svjetlosnih točaka, što će prikazati na video monitoru za vrijeme vršenja popravka keramičkim zavarivanjem. Time se dobiva linija polaznih točaka na strujom napunjenoj napravi kamere, što se slaže sa poznatim stvarnim udaljenostima od izlaza cijevi, a to omogućava da se utvrdi korelacija između svakog piksela slike kamere i stvarne udaljenosti od izlaza cijevi.

Takav video ekran prikazan je na slici 4. Na tom ekranu izlaz 11 cijevi bit će registriran kao tamna silueta, a zona reakcije keramičkog zavarivanja 22 koja je odmaknuta od tog izlaznog kraja datom radnom udaljenosti, bit će prikazana kao svjetla, usijana površina. Mjesta kalibriranja na 0 do 8 bit će prezentirana u crnoj ili bijeloj boji na ekranu. Ostatak površine ekrana bit će prijelazna sjena sivog, uz pretpostavku da se koristi monokromni monitor.

Vidjet će se, da je zona reakcije 22 predstavljena kao cirkularna površina sa maksimumom projektiranja s jedne strane. Zbog intenzivnog grijanja za vrijeme provođenja keramičkog zavarivanja, površina stjenke koja se popravlja, povećanje njegove površine koja je bila podvrgnuta direktnim efektima zone reakcije i dalje će svijetliti, tako da će zračiti dovoljno energije da bi se registriralo na opremi monitora. Pojava takovog maksimuma obično se smanjuje korištenjem filtera koji štiti od radijacije valnih duljina koje su kraće od 670 nm.

Postoji više stupnjeva složenosti u praćenju udaljenosti između zone reakcije 22 na radnoj površini i izlaznom kraju 11 cijevi, ovisno o stupnju točnosti koji se traži.

Na primjer, uzevši u obzir sliku 4, prag svjetlosti može se utvrditi ako se da indikacija početka zone reakcije an desnoj strani te zone kao što je prikazano na toj slici. Promatrajući tu sliku, dobiva se indikacija, da je radna udaljenost bila 7 jedinica. No, može se desiti da zone reakcije s vremena na vrijeme fluktuira veličini, ovisno o radnim uvjetima, a ono što se traži jest udaljenost od centra zone reakcije. To se također može aproksimativno utvrditi, uzevši prag svjetlosti koji se može primijeniti na kraj zone reakcije na lijevoj strani slike 4, da bi se dobio prosječan rezultat: takova radna udaljenost bila bi oko 8 1/2 jedinica. Bilo koja od tih metoda može se koristiti i u slučaju ako je CCD kamera koja se koristi linearna kamera, koju je bolje koristiti nego li kameru koja daje dvodimenzionalni prikaz rada kao što je pokazano na video monitoru na slici 4.

Na kompliciranijem nivou, signala od CCD kamere mogu se kontrolirati odnosno upravljati, da daju indikaciju lokacije gdje slika zone reakcije slike 4 ima svoju najveću visinu. To će dati točniju indikaciju centra zone reakcije, koja je na radnoj udaljenosti od 8 jedinica na slici 4. Taj stupanj složenosti zahtijeva korištenje pune dvodimenzionalne kamere.

Ni od kakovog značenja nije činjenica, da su različitim metodama dati različiti numerički rezultat za ono što je u stvari ista radna površina. Pretpostavivši da je zona reakcije prikazana na slici 4, na optimalnoj radnoj udaljenosti od izlaznog kraja cijevi, jednostavno će se uzeti da je optimalna udaljenost 7, 8 1/2 ili 8 jedinica udaljenosti, a radne tolerancije bi se temeljile na podesnoj optimalnoj vrijednosti radne udaljenosti.

Bilo da se radi sa linearno, ili dvodimenzionalnom kamerom, nije potrebno prikazivati vidljivu sliku, iako se to preferira. Isti signali koji se koriste za kontrolu video ekran, mogu se dovesti do procesora, da bi dali indikaciju udaljenosti između zone reakcije i izlaznog kraja cijevi. Izlaz procesora može se koristiti za kontrolu digitalnog ili analognog prikaza, čime se dobiva indikacija radne udaljenosti u dato vrijeme. Alternativno ili dodatno, takav se procesor može koristiti za kontrolu generatora čujnog signala. To se na primjer može dobiti tako, da kada je radna udaljenost unutar male tolerancije optimalne radne udaljenosti (bez obzira kako je potonje bilo namješteno) ne dobiva se nikakav čujni signal. koji postaje sve glasniji, kad radna udaljenost padne ispod raspona tolerancije, a slabiji signal čija tonska jačina se povećava, kad se radna udaljenost povećava iznad raspona tolerancije. Druga opcija signala kamere jest, da se unesu u kompjuter koji je programiran da kontrolira automat za zavarivanje.

Svaki od gore opisanih postupaka mogu se koristiti i u vezi sa video prikazom kako stoji opisano u vezi slike 4, a posebno da se digitalna indikacija radne udaljenosti u svako dato vrijeme može prikazati na takovom video ekranu.

Također u vezi slike 4, napominjemo da nije bitno prikazivati ili pratiti čitavu duljinu radne površine i izlazni kraj cijevi koja se koristi. Kad se kamera 17 montira u fiksni položaj i sa fiksnom orijentacijom s obzirom na izlaz cijevi, poznata je zamišljena pozicija tog izlaza bilo da je prikazan ili ne. Poznato je, da ispravna radna udaljenost nikad neće biti manja od na primjer 2 jedinice, pa nije potrebno prikazivati kraj cijevi ili te dvije jedinice radne udaljenosti. No, ipak se preporuča da se izvedu korisne informacije o uvjetima u neposrednoj blizini izlaza cijevi ako se prati čitava radna udaljenost i taj izlaz.

Za provođenje metode prema izumu nije bitno da se CCD kamera fiksira na cijev. Ona se može koristiti kao odvojeni dio opreme i ipak davati dobre rezultate. To se može postići na slijedeći način: CCD kamera se tako postavi da gleda radnu udaljenost uključivši izlazni kraj cijevi i zonu kao što je prikazano na slici 4. Kao što je naprijed navedeno, CCD kamera će biti namještena tako da prikazuje kraj cijevi kao tamnu siluetu, a zonu reakcije kao svjetlu površinu. Vidljiva separacija zone reakcije i izlaznog kraja cijevi kao što je registrirano u fokalnoj ravnini kamere, izvesti će se u procesoru u kojem su pohranjeni signali kamere. Može se izvesti i jasna veličina izlaznog kraja cijevi. Kako je promjer izlaznog kraja cijevi poznat, nije teško namjestiti procesor tako, da konvertira separaciju zone reakcije i izlaznog kraja cijevi u približno točnu linearnu mjeru radne udaljenosti. Kontinuirano ponovno određivanje radne udaljenosti izvršit će se za vrijeme rada zavarivanja, da bi se uzele u obzir promjene u relativnim pozicijama cijevi za zavarivanje i kamere. Kao što je naprijed spomenuto, sintetizirana skala i/ili digitalna indikacija radne udaljenosti može se ubaciti u video monitor zajedno sa slikom dobivenom kamerom, i/ili se mogu dobiti drugi vidljivi ili čujni signali koji daju indikaciju stvarne radne udaljenosti u usporedbi sa optimalnom radnom udaljenosti.

Claims (21)

1. Postupak keramičkog zavarivanja, kod kojeg se mješavina čestica vatrostalnog materijala i goriva izbacuje iz izlaza na kraju cijevi u plinskoj struji, na površinu koja se obrađuje gdje čestice sagorijevaju u zoni reakcije i proizvode toplinu za omekšavanje ili topljenje izbačenih čestica vatrostalnog materijala, metoda praćenja udaljenosti između izlaza cijevi i zone reakcije, naznačen time, da se zona reakcije i barem dio površine između te zone reakcije izlaza cijevi prati kamerom, a dobiva se i elektronski signal koji pokazuje udaljenost (“radna udaljenost”) između izlaza cijevi i zone reakcije.

2. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time da se zona reakcije i barem dio površine između zone reakcije i izlaza cijevi prati uz korištenje kamere s CCD senzorom slike.

3. Metoda prema zahtjevu 1 ili 2, naznačena time se dobiva čujni i/ili vizualni signal za razlikovanje između radnih uvjeta pod kojima (a) je stvarna radna udaljenost unutar raspona tolerancije predodređene radne udaljenosti i (b) kad je stvarna radna udaljenost izvan takovog raspona tolerancije.

4. Metoda prema jednom od gornjih zahtjeva, naznačena time kod koje se kamera može pomicati neovisno o spomenutoj cijevi i koristi se istovremeno za praćenje pozicije spomenutog izlaza cijevi i spomenute zone reakcije.

5. Metoda prema zahtjevu 4, naznačena time da se signal dobiva proporcionalno veličini slike izlaznog kraja cijevi kao što se prati rečenom kamerom, a signal se koristi kao faktor preračunavanja za sliku površine između zone reakcije i izlaza cijevi.

6. Metoda prema jednom od zahtjeva 1 do 3, naznačena time da se spomenuta kamera montira u fiksiranom položaju i orijentaciji na spomenutoj cijevi.

7. Metoda prema jednom od prethodnih zahtjeva, naznačena time da se signali dobiveni od spomenute kamere koriste za stvaranje slike na video monitoru.

8. Metoda prema zahtjevu 7, naznačena time da se spomenuti video ekran koristi za prikaz slike zone reakcije položene na kalibracionu skalu.

9. Aparat za keramičko zavarivanje za izbacivanje mješavine čestica vatrostalnog materijala i goriva iz izlaza na kraju cijevi u plinskoj struji, na površinu koja se obrađuje, gdje čestice goriva sagorijevaju u zoni reakcije i proizvode toplinu za omekšavanje ili koherentnu masu za zavarivanje iz vatrostalnog materijala, naznačen time, da takav aparat sadrži napravu za praćenje udaljenosti između izlaza cijevi i zone reakcije (“radna udaljenost”) koja sadrži kameru za praćenje zone reakcije i barem jednog dijela površine između te zone reakcije i izlaza cijevi, te napravu za stvaranje elektroničkog signala koji označava radnu udaljenost.

10. Aparat za keramičko zavarivanje koji sadrži cijev sa izlazom na jednom kraju za izbacivanje mješavine praha za keramičko zavarivanje, naznačen time, da takova cijev sadrži fiksiranu elektroničku kameru usmjerenu prema liniji duž koje se takova mješavina praha izbacuje.

11. Aparat prema zahtjevu 9 ili 10, naznačen time, da je spomenuta kamera takva da ima CCD senzor slike.

12. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 11, naznačen time, da spomenuti aparat nadalje sadrži napravu za stvaranje čujnog i/ili vizualnog signala za razlikovanje između radnih uvjeta pod kojima (a) je stvarna radna udaljenost unutar raspona tolerancije predodređene radne udaljenosti i (b) kad je stvarna radna udaljenost izvan takovog raspona tolerancije.

13. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 12, naznačen time, da se spomenuta kamera drži u omotaču koji je konstruiran i prilagođen za cirkulaciju rashladnog sredstva.

14. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 13, naznačen time, da ima filter za zaštitu spomenute kamere od infra-crvene radijacije.

15. Aparat prema zahtjevu 14, naznačen time, da je spomenuti filter postavljen i prilagođen da štiti spomenutu kameru od radijacije sa valnom duljinom koja je veća od 900 nm.

16. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 15, naznačen time, da ima filter za zaštitu spomenute kamere od radijacije valnih duljina koje su manje od 600 nm.

17. Aparat prema zahtjevu 16, naznačen time, da sadrži filter za zaštitu spomenute kamere od radijacije valnih duljina kraćih od 670 nm.

18. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 17, naznačen time, da ima napravu za dovod struje plina koja teče preko kamere.

19. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 18, naznačen time, da je spomenuta kamera montirana na spomenutu cijev na udaljenosti između 30 i 100 cm od izlaza cijevi.

20. Aparat prema jednom od zahtjeva 9 do 19, naznačen time, da obuhvaća video monitor za prikaz slike scene koju snima spomenuta kamera.

21. Aparat prema zahtjevu 20, naznačen time, da ima napravu za pohranjivanje skale za kalibriranje i prikazivanje slike te skale na spomenutom ekranu.