MD760Z - Instalaţie şi procedeu de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la domeniul tehnologiilor informaţionale şi este destinată pentru identificarea resurselor materiale, în special pentru aplicarea imaginii individuale pe articole din metal.Instalaţia de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică include un electrod cilindric cav (1), conectat la o sursă de tensiune joasă (2). Cavitatea electrodului (1) comunică cu un sistem de admisie a unui material electroconductor în formă de praf metalic, dotat cu un dozator (3). La un capăt al electrodului (1), în interiorul lui, este fixat cu nişte suporturi dielectrice (5) un electrod ascuţit de tensiune înaltă (4), care este conectat printr-un bloc de pornire (11), un rezistor (8) şi un condensator de descărcare (7) la o sursă de tensiune înaltă (6).Procedeul de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică constă în debitarea prin dozator (3) în cavitatea electrodului (1) a materialului electroconductor şi încălzirea electrodului (1) până la o temperatură cu 50...200°C mai mare decât temperatura de topire a materialului, care topindu-se formează o picătură (9). Aplicarea imaginii individuale pe obiectul (10), plasat din partea capătului deschis al electrodului (1), se efectuează prin descărcare electrică în interstiţiul dintre electrodul (4) şi picătura (9), cu o energie de descărcare de 5...10 J.

Description

Invenţia se referă la domeniul tehnologiilor informaţionale şi este destinată pentru identificarea resurselor materiale, în special pentru aplicarea imaginii individuale pe articole din metal.

Este cunoscută instalaţia cu descărcări electrice, destinată creării imaginilor individuale, care conţine un electrod, dotat cu un vibrator şi conectat la o sursă de curent electric de tensiune înaltă. Electrodul şi obiectul electroconductor sunt instalate cu interstiţiu. Admisia prafului dispersat în această instalaţie se realizează nemijlocit în interstiţiu [1].

Dezavantajele acestei instalaţii constau în folosirea interstiţiilor mici, ceea ce provoacă dificultăţi tehnologice; lipsa diversităţii în dimensiuni şi proprietăţile prafului dispersat sporesc efectul nereproductibilităţii şi posibilităţile recepţionării falsificărilor imaginilor individuale.

Cea mai apropiată soluţie de instalaţia propusă este instalaţia pentru aplicarea imaginii individuale pe obiectul electroconductor prin descărcări electrice, care include un electrod, amplasat vertical şi conectat la o sursă de tensiune înaltă. În electrod este executat un canal, totodată electrodul este dotat cu un vibrator şi cu un sistem de introducere a amestecului de prafuri electroconductoare disperse în canalul electrodului. Sistemul constă din rezervoare pentru prafuri electroconductoare disperse de tipuri de fracţiuni diferite după dimensiuni şi conţinut, care sunt dotate cu dozatoare de prafuri, conectate la un bloc central de control prin intermediul unui generator de numere aleatorii. Racordurile rezervoarelor sunt unite cu un dispozitiv de mixare, amplasat deasupra canalului electrodului [2].

Dezavantajul acestei instalaţii constă în faptul că praful dintre electrozi este în stare solidă, ceea ce conduce la faptul că în zona de descărcare electrică ajunge şi se fixează numai o mică parte de praf, iar partea principală de praf nu participă la procesul de formare a imaginilor individuale.

Este cunoscut procedeul de identificare a obiectului electroconductor prin imprimarea pe obiect a unui număr de identificare, pe care se aplică mecanic o grilă informaţională de coordonate, urmată de aplicarea imaginii individuale, obţinută prin descărcări electrice punctiforme între obiect şi electrodul vibrant, instalat cu interstiţiu deasupra lui, totodată electrodul se deplasează arbitrar în sistemul de coordonate al grilei. Imaginea grilei obţinută după descărcare este scanată şi păstrată în memoria calculatorului, iar identificarea obiectului este realizată prin compararea numărului şi a imaginii obţinute a grilei cu cele înregistrate anterior [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că nu este prevăzută admisia prafului electroconductor dispersat destul de complex atât după dispersii, cât şi după compoziţie. Admisia prafului dispersat se realizează pe seama gazodinamicii (funcţionării compresorului).

Cea mai apropiată soluţie de procedeul propus este procedeul de aplicare a marcajului de identificare pe obiectul electroconductor, care constă în imprimarea pe obiect a unui număr de identificare, pe care se aplică mecanic o grilă de coordonate cu aplicarea ulterioară pe aceasta a imaginii individuale, efectuată prin descărcări electrice între obiect şi electrodul cu un canal, la care se aplică tensiune înaltă, totodată în interstiţiul dintre aceştia prin canalul electrodului se debitează un amestec de prafuri electroconductoare disperse, obţinut prin combinarea unor tipuri de fracţiuni de prafuri diferite după dimensiuni şi conţinut [2].

Dezavantajul acestui procedeu este faptul că pe imaginea individuală ajunge şi se fixează numai o parte mică de praf, care la realizarea descărcării electrice parţial se topeşte. Partea principală de praf cade în buncărul de acumulare şi se utilizează repetat. Pentru crearea unui marcaj de identificare efectiv este necesară o mulţime de descărcări electrice (aproximativ 100), ce prelungeşte durata de executare. Pentru acest procedeu este necesar de a prepara preventiv amestecurile de praf, care ar mări probabilitatea nerepetării imaginii individuale.

Problema pe care o rezolvă invenţia este obţinerea unei imagini individuale ca rezultat al unei singure descărcări electrice.

Instalaţia, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un electrod cilindric cav, conectat la o sursă de tensiune joasă, totodată cavitatea electrodului comunică cu un sistem de admisie a unui material electroconductor în formă de praf metalic, dotat cu un dozator. La un capăt al electrodului, în interiorul lui, este fixat cu nişte suporturi dielectrice un electrod ascuţit de tensiune înaltă, care este conectat printr-un bloc de pornire, un rezistor şi un condensator de descărcare la o sursă de tensiune înaltă.

Procedeul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că constă în debitarea prin dozator în cavitatea electrodului a materialului electroconductor în formă de praf metalic şi încălzirea electrodului până la o temperatură cu 50…200°C mai mare decât temperatura de topire a materialului, care topindu-se formează o picătură. Aplicarea imaginii individuale pe obiectul, plasat din partea capătului deschis al electrodului, se efectuează prin descărcare electrică în interstiţiul dintre electrod şi picătură, cu o energie de descărcare de 5...10 J.

Rezultatul tehnic constă în sporirea productivităţii de confecţionare a imaginii individuale de la 2...3 min la 10-3s, datorită obţinerii imaginii individuale ca rezultat al unei singure descărcări electrice. De asemenea, acest procedeu permite de a forma şi a fixa fiabil pe marcajul de identificare aproape tot materialul electroconductor, care în prealabil a fost format în stare de picătură. Astfel, acesta permite crearea unui marcaj de identificare mult mai complicat în comparaţie cu marcajele obţinute prin procedeele menţionate anterior.

Diversitatea imaginii în cazul dat se obţine datorită dispersării picăturii de metal într-un asortiment imprevizibil de cele mai mici picături. Scurgerea supersonică din electrodul gol a picăturilor de material electroconductor lichid înscrie un efect suplimentar de la introducerea picăturilor în marcajul de identificare.

Topirea prealabilă a materialului electroconductor creează condiţii optime pentru dispersarea picăturii în fluxuri supersonice. Topirea prafului electroconductor este posibilă în mod diferit, inclusiv prin încălzirea ohmică a electrodului gol sau, de exemplu, prin descărcare în arc.

Invenţia se explică prin desenul din figură, care reprezintă schema instalaţiei de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică.

Instalaţia de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică include un electrod cilindric cav 1, conectat la o sursă de tensiune joasă 2. Cavitatea electrodului 1 comunică cu un sistem de admisie a unui material electroconductor în formă de praf metalic, dotat cu un dozator 3. La un capăt al electrodului 1, în interiorul lui, este fixat cu nişte suporturi dielectrice 5 (din ceramică pentru temperaturi înalte) un electrod ascuţit de tensiune înaltă 4, care este conectat printr-un bloc de pornire 11, un rezistor 8 şi un condensator de descărcare 7 la o sursă de tensiune înaltă 6. Din partea capătului deschis al electrodului 1 este plasat obiectul electroconductor 10, pe care se depune picătura 9 din material topit.

Instalaţia funcţionează în modul următor.

La electrodul 1 se aplică tensiune de la sursa de tensiune joasă 2, materialul în formă de praf transformându-se în picătură 9. La realizarea descărcării de tensiune înaltă de la sursa de tensiune înaltă 6 (mai exact, de la condensatorul 7 şi blocul de pornire 11) în electrodul 1 brusc creşte presiunea (până la zeci de atmosfere), care este însoţită de scurgerea supersonică şi concomitent de dezintegrarea picăturii 9 în fragmente mai mici şi imprimarea acestora pe obiectul 10. Blocul de pornire 11 este destinat pentru iniţierea descărcării, însă descărcarea se realizează prin utilizarea energiei rezervate în condensatorul 7. Schema electrică permite încărcarea lentă a condensatorului 7 cu ajutorul rezistorului. Descărcarea de la condensatorul 7 se realizează fără limitările rezistorului 8, ceea ce permite de a spori fiabilitatea instalaţiei în general.

Formarea picăturii 9 poate fi realizată nu în electrodul 1, ci aparte într-un vas izolat termic, în acest caz descărcările electrice puternice de tensiune înaltă în electrodul gol 1 pot fi realizate cu o frecvenţă de câţiva hertzi.

După imprimarea picăturii 9 pe marcajul de identificare de pe obiectul 10, suprafaţa acestuia se scanează şi se introduce în baza de date. Marcajul de identificare se aplică pe articole, prezentând apoi organelor de stat nu numai numărul articolelor, dar şi baza de date cu marcajele de identificare ireproductibile.

Exemple de realizare

Exemplul 1

În calitate de electrod 1 se utilizează un tub din wolfram cu diametrul de 8...10 mm (temperatura de topire a wolframului este de 3410°C). Praful de cupru se topeşte prin încălzirea electrodului 1 până la temperatura de 1150...1300°C şi se transformă în picătură 9. Descărcarea electrică de înaltă tensiune cu energia descărcării peste 5 J se efectuează în volumul dintre electrodul ascuţit 4 şi picătura 9. Creşterea bruscă a presiunii în electrodul 1 este însoţită de scurgerea supersonică, de dezagregare a picăturii 9 metalice în cele mai mici picături şi de imprimarea acestora pe obiectul 10. Pentru realizarea procedeului sunt necesare sursa de alimentare de tensiune joasă 2 pentru încălzirea ohmică a materialului, sursa de alimentare de tensiune înaltă 6 şi condensatorul 7 cu energia de descărcare de până la 50 J. Imaginea individuală se aplică printr-un singur impuls.

Exemplul 2

În calitate de electrod 1 se utilizează un tub din wolfram cu diametrul de 6 mm. În calitate de material electroconductor se utilizează praf de aluminiu cu temperatura de topire de 660°C. La încălzirea materialului până la temperatura de 900...1000°C praful se transformă în picătură 9. După aceasta, în spaţiul dintre electrodul ascuţit 4 şi picătura 9 are loc o descărcare de tensiune înaltă cu energia de 6...7 J (puterea descărcării, luând în considerare durata descărcării de ordinul 10-3 s, atinge 7...10 MWt), însoţită de dezagregarea picăturii 9 de metal şi de scurgerea supersonică cu imprimarea ulterioară a picăturilor pe obiectul electroconductor 10. La o energie a descărcării de până la 5 J se observă aruncarea picăturilor măşcate cu viteze mici şi o imprimare slabă a picăturilor pe obiectul 10.

Încălzirea materialului până la temperaturi mai mari cu 50...250°C decât temperatura de topire se explică prin faptul că este necesar de a topi total materialul. Dacă nu are loc topirea prealabilă a prafului până la temperaturile necesare, adică are loc deconectarea prea devreme a încălzirii ohmice, poate avea loc cristalizarea totală sau parţială a picăturii şi în cazul dat are loc descărcarea de tensiune înaltă cu puterea de câţiva megawaţi, ceea ce rupe electrodul cav şi la obiectul electroconductor ajung numai picături întâmplătoare. De aceea trebuie de orientat nu la temperatura de topire, ci la punctul de lichefiere, sau de mărit temperatura peste cea de topire cu 50...200°C, precum s-a menţionat anterior.

Aşadar, această invenţie destinată aplicării imaginii individuale pe obiectul electroconductor exclude apariţia pe piaţă a producţiei contrafăcute.

1. MD 3389 G2 2007.08.31

2. MD 4006 C2 2010.01.31

Claims (2)

1. Instalaţie de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică, care include un electrod cilindric cav (1), conectat la o sursă de tensiune joasă (2), totodată cavitatea electrodului (1) comunică cu un sistem de admisie a unui material electroconductor în formă de praf metalic, dotat cu un dozator (3); la un capăt al electrodului (1), în interiorul lui, este fixat cu nişte suporturi dielectrice (5) un electrod ascuţit de tensiune înaltă (4), care este conectat printr-un bloc de pornire (11), un rezistor (8) şi un condensator de descărcare (7) la o sursă de tensiune înaltă (6).

2. Procedeu de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică, care se efectuează cu ajutorul instalaţiei de aplicare a imaginii individuale prin descărcare electrică, definită în revendicarea 1, care constă în debitarea prin dozator (3) în cavitatea electrodului (1) a materialului electroconductor în formă de praf metalic şi încălzirea electrodului (1) până la o temperatură cu 50…200°C mai mare decât temperatura de topire a materialului, care topindu-se formează o picătură (9); aplicarea imaginii individuale pe obiectul (10), plasat din partea capătului deschis al electrodului (1), se efectuează prin descărcare electrică în interstiţiul dintre electrodul (4) şi picătura (9), cu o energie de descărcare de 5...10 J.