UA22362U - Device for welding materials by concentrated solar radiation - Google Patents

Device for welding materials by concentrated solar radiation Download PDF

Info

Publication number
UA22362U
UA22362U UAU200611257U UAU200611257U UA22362U UA 22362 U UA22362 U UA 22362U UA U200611257 U UAU200611257 U UA U200611257U UA U200611257 U UAU200611257 U UA U200611257U UA 22362 U UA22362 U UA 22362U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
concentrators
fixed
solar radiation
concentrator
energy
Prior art date
Application number
UAU200611257U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Yurii Mykhailovych Lytvynenko
Original Assignee
Frantsevych Insitute For Probl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frantsevych Insitute For Probl filed Critical Frantsevych Insitute For Probl
Priority to UAU200611257U priority Critical patent/UA22362U/en
Publication of UA22362U publication Critical patent/UA22362U/en

Links

Landscapes

  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

A device for welding the materials by concentrated solar radiation consists of concentrators of solar radiation and flexible fiber light guides, which are fixed by one end in the focus of concentrators. Two or more pairs concentrator - light guide are used. Concentrators are fixed on one frame with the common mechanism of guidance and monitoring of the sun, and the free ends of light guides are assembled into a plait and attached in the holder, which can move with six degrees of freedom.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель стосується променевого зварювання матеріалів, зокрема пристроїв для геліозварювання. 2 Геліозварювання дозволяє зварювати тугоплавкі матеріали в умовах високої стери-.їьності. Концентрована сонячна енергія використовується для зварювання безпосередньо у концентраторі В.С. Дверняков,A useful model relates to beam welding of materials, in particular devices for heliowelding. 2 Heliowelding allows you to weld refractory materials in conditions of high sterility. Concentrated solar energy is used for welding directly in the V.S. concentrator. Dvernyakov,

І.,М.Францевич. Дослідження матеріалів в умовах променевого нагрівання, К., "Наукова думка", 1975, с.20-25)|, що обмежує технологічні можливості процесу. Передача сконцентрованої променевої енергії із фокального об'єму концентратора за допомогою гнучких волоконних світловодів дає альтернативне рішення для 710 вдосконалення процесу.I., M. Frantsevich. Research of materials under conditions of radiant heating, K., "Naukova dumka", 1975, p.20-25)|, which limits the technological possibilities of the process. Transmission of concentrated beam energy from the focal volume of the concentrator by means of flexible fiber optic cables provides an alternative solution for 710 process improvement.

Відомий пристрій для передачі лазерного випромінювання, який включає джерело лазерного випромінювання і гнучкий волоконний світловод, що закріплений одним торцем у фокусі лазера, а вільним торцем направлений на об'єкт високотемпературного впливу ІМ.О.Магзпаї), С.«зеогдаіаз, Аррагайз апа теїйоайA well-known device for transmitting laser radiation, which includes a source of laser radiation and a flexible optical fiber, one end of which is fixed in the focus of the laser, and the free end of which is directed to the object of high-temperature influence I.O.

Тог репогтіпад Іазег таїгегіа! ргосезвіпу Іпгоцад а їїрег оріїс, Раі. 05 4676586, В23К 009/00, 30.06.1987). 12 Недоліком пристрою є те, що пристрій складає одна пара джерело енергії - світловод, що унеможливлює збільшення енергії на виході через поєднання кількох джерел енергії.Tog repogtipad Iazeg taigegia! rgosezvipu Ipgotsad and herreg oriis, Rai. 05 4676586, B23K 009/00, 30.06.1987). 12 The disadvantage of the device is that the device consists of one pair of energy sources - a light guide, which makes it impossible to increase the output energy due to the combination of several energy sources.

Відомий пристрій для точкового зварювання, який включає джерело лазерного випромінювання, енергію якого поділено навпіл, і світловоди, одні торці яких закріплено у фокусах розгалужень пучка лазера, а вільні торці направлено на різні точки об'єкту зварювання (О.С.Стгціскепапк, К.УМерь, рої меїдіпд Їесппідце, Раї. 05 дт33074, В2ЗК 025/00,22.03.1988І.A well-known device for spot welding, which includes a source of laser radiation, the energy of which is divided in half, and optical fibers, one end of which is fixed in the foci of the branches of the laser beam, and the free ends are directed to different points of the welding object (O.S. Stgciskepapk, K. UMer, roi meidipd Yesppidtse, Rai. 05 dt33074, V2ZK 025/00, 22.03.1988I.

Недоліком пристрою є те, що вільні торці світловодів кожний окремо направлено на різні точки об'єкту зварювання. Це не дає змоги об'єднати енергетичні потужності лазерних пучків, що переносяться різними світловодами.The disadvantage of the device is that the free ends of the light guides are each directed to different points of the welding object. This makes it impossible to combine the energy powers of laser beams carried by different optical fibers.

Найбільш близьким до заявляємої корисної моделі є відомий пристрій для передачі променевого потоку із 29 фокального об'єму оптичної системи за допомогою гнучких волоконних світловодів, що включає концентратор -о сонячного випромінювання та гнучкий волоконний світловод, що закріплений одним торцем у фокусі концентратора |ІВ.В. Пасічний, Г.Ф. Горностаєв, Дослідження світловодів для передачі сонячного випромінювання із фокального об'єму геліоконцентратора до технологічної зони. Інженерно-фізичний журнал, 2004, том 77, Мо3З, с.1-4). Вільним торцем світловоду можна маніпулювати біля поверхні, що має бути нагрітою. сThe closest to the proposed useful model is a known device for transmitting the beam flow from the 29 focal volume of the optical system using flexible fiber optic cables, which includes a solar radiation concentrator and a flexible fiber optic cable fixed at one end in the focus of the concentrator |IV.В . Pasichnyi, G.F. Gornostaev, Study of optical fibers for the transmission of solar radiation from the focal volume of the solar concentrator to the technological zone. Engineering Physics Journal, 2004, volume 77, Mo3Z, p.1-4). The free end of the light guide can be manipulated near the surface to be heated. with

Недоліком пристрою є мала потужність перенесеного потоку енергії через те, що існуючі світловоди, «о виготовлені на базі кварцового скла або полімерів, не здатні переносити енергію, більшу за ЗО0Вт/см?, що звичайно замало для процесу зварювання тугоплавких матеріалів. оThe disadvantage of the device is the low power of the transferred energy flow due to the fact that the existing light guides, made on the basis of quartz glass or polymers, are not capable of transferring energy greater than 30 W/cm?, which is usually not enough for the welding process of refractory materials. at

Задачею корисної моделі "Пристрій для зварювання матеріалів концентрованим сонячним випромінюванням" Ге є збільшення вихідної потужності пристрою.The purpose of the utility model "Device for welding materials with concentrated solar radiation" Ge is to increase the output power of the device.

Задача вирішується за рахунок того, що пристрій, який складається із концентратора сонячного см випромінювання та гнучкого волоконного світловода, що закріплений одним торцем у фокусі концентратора, обладнано двома або більше парами концентратор - світловод, при цьому концентратори прилаштовані на одній рамі із загальним механізмом наведення та слідкування за Сонцем, а другі торці світловодів зібрано у джгут та « дю закріплено в обоймі, яка може рухатись із шістьма степенями свободи. Збільшена кількість концентраторів, -о кожен із яких концентрує енергію, що відповідає оптимальній пропускній спроможності світловоду, і, с відповідно, збільшена кількість світловодів, кожен із яких передає свою енергію, дозволяють аддитивно :з» збільшити загальну потужність перенесеної енергії, а вільні торці світловодів, зібрані в джгут і закріплені в обоймі, що може вільно рухатися, здатні переносити сумарну енергію в потрібну зону зварюваної поверхні матеріалу. юю 395 На Фіг. показано принципову схему пристрою, що пропонується. Два концентратора (|1| прилаштовано на одній рухомій рамі |2). У кожному із фокусів концентраторів закріплені одним торцем гнучкі волоконні ко світловоди |З). Другі торці світловодів зібрано у джгут та закріплено в обоймі (4), яка може рухатись із с шістьма степенями свободи.The problem is solved due to the fact that the device, which consists of a concentrator of solar cm radiation and a flexible fiber optic fiber, fixed at one end in the focus of the concentrator, is equipped with two or more pairs of concentrator - optical fiber, while the concentrators are arranged on one frame with a common guidance mechanism and following the Sun, and the other ends of the light guides are assembled into a harness and fixed in a bracket that can move with six degrees of freedom. The increased number of concentrators, each of which concentrates the energy corresponding to the optimal carrying capacity of the optical fiber, and, accordingly, the increased number of optical fibers, each of which transmits its energy, allow to additively increase the total power of the transmitted energy, and the free ends of the optical fibers , collected in a harness and fixed in a clip that can move freely, are able to transfer the total energy to the desired area of the welded surface of the material. yuyu 395 In Fig. a schematic diagram of the proposed device is shown. Two hubs (|1| arranged on one moving frame |2). In each of the foci of the concentrators, flexible fiber optic light guides (Ж) are fixed at one end. The other ends of the light guides are assembled into a bundle and fixed in a bracket (4), which can move with six degrees of freedom.

Пристрій працює наступним чином. За допомогою механізму наведення та слідкування за Сонцем (на Фіг. не (о) 50 показаний) концентратори |(|1) наводять на Сонце. Концентрована сонячна енергія попадає в торці світловодів (ЗІ "з і передається по ним до других торців, звідки виходять у вигляді променів. Вихідні торці хвилеводів, будучи зібрані докупи і закріплені в обоймі (4), випромінюють енергію, що дорівнює сумі енергій, зібраних кожним концентратором. Рухома обойма здатна направити сумарний потік енергії під будь-яким кутом на потрібне місце зварюваної поверхні матеріалу. Для досягнення достатньої для проведення процесу зварювання сумарної 59 енергії можна додати необхідну кількість концентраторів і світловодів. с Приклад здійснення винаходу. Параболічний концентратор діаметром 40см із закріпленим у його фокусі багатомодульним гнучким світловодом діаметром 5мм наводили за допомогою механізму на Сонце, а вільний торець світловода направляли на зістиковані сталеві пластини товщиною 2мм. Вхідного потоку у 250Вт/см 2 виявилося недосить для зварювання пластин - вони тільки розігрілись до 550 9бС. Потім взяли чотири бо прилаштованих на одній рухомій рамі концентратори діаметром 40Осм із закріпленими у їхніх фокусах багатомодульними гнучкими світловодами діаметром 5мм і навели їх усі зразу на Сонце. Вільні торці світловодів зібрали у джгут і закріпили в обоймі, яка може рухатись із шістьма степенями свободи, тобто, в довільному напрямку, повертаючись на довільний кут. Обойму з вихідними торцями світловодів зорієнтували на зістиковані сталеві пластини товщиною 2мм і через 1 хвилину пластини були зварені. 65 Зварювання стало можливим внаслідок збільшення вихідної потужності пристрою за рахунок збільшення кількості концентраторів і поєднання сконцентрованої кожним із них і переданої через гнучкі світловоди сонячної радіації докупи завдяки тому, що вільні торці світловодів зібрали у джгут і закріпили в обоймі.The device works as follows. With the help of the mechanism of pointing and following the Sun (not shown in Fig. (o) 50), the concentrators |(|1) are pointed at the Sun. Concentrated solar energy enters the ends of the light guides (ZI "z) and is transmitted through them to the other ends, from where they exit in the form of rays. The output ends of the waveguides, being assembled together and fixed in the clip (4), emit energy equal to the sum of the energies collected by each concentrator. The moving clip is able to direct the total flow of energy at any angle to the desired place on the welded surface of the material. To achieve sufficient total energy for the welding process, the necessary number of concentrators and light guides can be added. c Example of the implementation of the invention. A parabolic concentrator with a diameter of 40 cm with a fixed at its focus, a multi-module flexible light guide with a diameter of 5 mm was guided by a mechanism to the Sun, and the free end of the light guide was directed to the joined steel plates with a thickness of 2 mm. The input flux of 250 W/cm 2 turned out to be insufficient for welding the plates - they only heated up to 550 9bC. Then they took four because they are arranged on one movable frame concentrators with a diameter of 40Osm with multi-module flexible optical fibers with a diameter of 5mm fixed in their focuses and directed them all at once to the Sun. The free ends of the optical fibers were assembled into a bundle and fixed in a bracket that can move with six degrees of freedom, that is, in an arbitrary direction, turning at an arbitrary angle. The clip with the output ends of the light guides was oriented on the joined steel plates with a thickness of 2 mm and after 1 minute the plates were welded. 65 Welding became possible due to the increase in the output power of the device due to the increase in the number of concentrators and the combination of the solar radiation concentrated by each of them and transmitted through the flexible optical fibers together due to the fact that the free ends of the optical fibers were collected in a harness and fixed in a clip.

Корисна модель може бути використана для зварювання традиційних конструкційних металічних матеріалів як альтернатива для електрозварювання в умовах відсутності електричної енергії, а також тугоплавких матеріалів як на Землі, так і в космосі.The useful model can be used to weld traditional structural metal materials as an alternative to electrowelding in the absence of electrical power, as well as refractory materials both on Earth and in space.

Claims (1)

Формула винаходу ще 2, й й Пристрій для зварювання матеріалів концентрованим сонячним випромінюванням, що складається із концентраторів сонячного випромінювання та гнучких волоконних світловодів, що закріплені одним торцем у фокусі концентраторів, який відрізняється тим, що використовують дві або більше пар концентратор - світловід, причому концентратори закріплені на одній рамі із загальним механізмом наведення та слідкування за сонцем, а вільні торці світловодів збирають у джгут та закріплюють в обоймі, яка може рухатись із шістьма степенями свободи. що 2 с то те (зе) с сThe formula of the invention is another 2, and a device for welding materials with concentrated solar radiation, consisting of concentrators of solar radiation and flexible fiber optic cables fixed at one end in the focus of the concentrators, which is characterized by the fact that two or more pairs of concentrator - light guide are used, and the concentrators fixed on the same frame with a general mechanism for pointing and following the sun, and the free ends of the light guides are collected in a harness and fixed in a bracket that can move with six degrees of freedom. that 2 s then te (ze) s s - . и? іме) іме) (95) (о) Ко) 60 б5- and? name) name) (95) (o) Ko) 60 b5
UAU200611257U 2006-10-25 2006-10-25 Device for welding materials by concentrated solar radiation UA22362U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200611257U UA22362U (en) 2006-10-25 2006-10-25 Device for welding materials by concentrated solar radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200611257U UA22362U (en) 2006-10-25 2006-10-25 Device for welding materials by concentrated solar radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA22362U true UA22362U (en) 2007-04-25

Family

ID=38136651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200611257U UA22362U (en) 2006-10-25 2006-10-25 Device for welding materials by concentrated solar radiation

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA22362U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11835264B2 (en) Absorber system
JP2016512617A (en) Collimate the light and collect it in the optical fiber
RU2017104281A (en) FIBER LASER SYSTEM WITH MULTIPLE BEAMS
JP2007515270A5 (en)
MX2013008081A (en) Fiber-based transmission system for solar energy system and method of providing and using the same.
UA22362U (en) Device for welding materials by concentrated solar radiation
CN103252575A (en) Optical transmission method and system for laser material machining
WO2017188778A1 (en) Laser beam device and laser beam hand piece
JPS59709B2 (en) A device that concentrates solar energy to generate electricity
GR1009200B (en) Solar radiation hyper-concentration system for high temperature generation
RU2121632C1 (en) Device for concentration of solar radiation
SU1015197A1 (en) Heliounit
RU2620783C2 (en) Method of introducing wide-aperture pulse laser beam in fiber-optical communication line and device for its implementation
WO2023084675A1 (en) Uv irradiation system
UA155842U (en) Sonic energy system
WO2023084668A1 (en) Ultraviolet light radiation system and control method
WO2023084677A1 (en) Ultraviolet light emission system
EP3513133B1 (en) System for conveying concentrated solar power
JPS5448567A (en) Optical branching device
CN107065156A (en) A kind of photo-coupler of solar concentrator
Pham et al. Design of Daylighting System Using Modified Fresnel Lens and Multi-Stages Secondary Lens
Qiao et al. Fiber-guided sunlight cultivation system for three-dimensional greenhouse
SU836624A1 (en) Device for control of solar thermal installation
Nakamura et al. Solar Thermal Power System for Oxygen Production from Lunar Regolith: Engineering System Development
UA27279U (en) Device for transmitting concentrated solar energy over lightguides