Устройство для демонтажа радиоэлементов Советский патент 1991 года по МПК B23K1/18 B23K3/02 

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в радиопромышленности и приборостроении при производстве и ремонте радиоэлектронной аппаратуры, в том числе плат с печатным монтажом.

Цель изобретения -уменьшение потерь энергии, снижение нагревания катушек, повышение надежности устройства путем использования ЭДС самоиндукции, образующейся в катушках.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - электрическая схема устройства; на фиг.З - график нагрева.

Устройство для демонтажа радиоэлементов содержит корпус 1 с наконечником

2 со сквозным отверстием для всасывания продуктов распайки электрическим нагревателем 3, обеспечивающим нагревание наконечника 2, рычаг 4 управления устройством. Корпус 1 соединен общим каналом 5 отсоса с двухтактным механизмом 6 отсоса, выполненным в виде сопряженных продольно расположенных электромагнитных катушек 7 (первое плечо) и 8 (второе плечо механизма отсоса) которым с торцов примыкают соответственно камера 9 отсоса с входным клапаном 10 и выходным клапаном 11 и камера 12 отсоса с входным клапаном 13 и выходным клапаном 14. Общий канал 5 отсоса соединен с камерой 9 через

сь

00

со ю ю

входной клапан 10 и с камерой 12 через входной клапан 13.

Сопряженные между собой катушки 7 и 8 снабжены общий поршнем -сердечником 15, создающим разрежение в камерах 9 и 12 отсоса и соответственно в канале 5. Управление устройством осуществляется с помощью узла 16 управления, который включает мультивибратор 17 на микросхемах (например, серии 564), предназначенный для выработки управляющих импульсов заданной частоты, буферные элементы 18 и 19(инверторы на микросхемах), согласующие выход мультивибратора 17 с соответствующими усилителями плеч: первого плеча - на транзисторе 20 и второго плеча - на транзисторе 21, через которые осуимзствляется управление коммутирующими элементами 22 и 23 (первое плечо) и 24 и 25 (второе плечо).

Транзисторы Е коммутирующих элементах включены по схеме Дарлингтона. Для повышения надежности и стабильности срабатывания плеч при переключении катушек 7 и 8 механизма отсоса в цепи баз составных транзисторов 22 и 24 последовательно включены стабилитроны, соответственно 26 и 27. В качестве нагрузок в коллекторные цепи коммутирующих элементов 22 и 23, 24 и 25 включены электромагнитные катушки 7 и 8 механизма 6 отсоса.

Для использования ЭДС самоиндукции выводы катушек 7 и 8, связанны с коллекторами коммутирующих элементов 22 и 23, 24 и 25, соединены между собой цепочкой встречно включенных развязывающих диодов 28 и 29: анодами - к выводам катушек 7 и 8 (точки айв, фиг.2), а катодами соединены между собой в точке с (фиг.2). Другие выводы катушек 7 и 8 соединены между собой и питания (точка d). Шина питания ка- тушеч и шина питания транзисторов 20 и 21 подключаются к источнику электропитания с помощью кнопки 30, включаемой с помощью рычага 4 управления.

Электрический нагреватель 3 посредством его электродов включен между точкой соединения катодов диодов 28 и 29 (точка с) и точкой соединения выводов катушек (точка d). Указанное соединение электродов нагревателя 3 обеспечивает поочередное его подключение через соответствующий развязывающий диод 28 и 29 то к катушке 7, то к катушке 8 в моменты включения их коммутирующими элементами с помощью мультивибратора 17,

Встречно включенные диоды 28 и 29 исключают взаимное влияние цепей катушек 7 и 8 друг на друга. Диоды 28 и 29

отделяют, развязывают цепи катушек, делая их функционально и электрически независимыми, что необходимо для нормальной работы устройства.

Электрическая схема устройства (фиг.2)

обеспечивает надежное переключение транзисторов 22 - 24 из состояния Включено в состояние Выключено, питание нагревателя 3 от катушек 7 и 8 как от

0 источников ЭДС предотвращает возможность вывода из строя транзисторов 22 и 23, 24 и 25 всплесками ЭДС самоиндукции.

Устройство работает следующим образом.

5 При включении устройства кнопкой 30 в момент времени to, указанный на фиг.З, начинает работу мультивибратор 17, вырабатывая прямоугольные импульсы заданной длительности на его выходе в точке А (фиг.2).

0 Импульсы изображены на временной диаграмме (фиг.З) и обозначены UM.

Импульсы UM, вырабатываемые мультивибратором 17, поступают на инвертор 18, инвертируются, нормализуются по уровню

5 и фронтам и через транзистор 20, стабилитрон 26 поступают на коммутирующие элементы 22 и 23. Одновременно с этим инвертированный инвертором 18 импульс поступает на второй инвертор 19, где. пол0 учив дополнительную инверсию, становится противоположным по фазе сигналу с инвертора 18. Импульсы с инвертора 18 нормализуются по уровню и фронтам и через транзистор 21, стабилитрон 27 поступа5 ют на коммутирующие элементы 24 и 25.

Таким образом, сформированные сигналы включают поочередно коммутирующие элементы 22 и 23, 24 и 25, которые в свою очередь, поочередно включают соот0 ветствующие катушки 7 и 8.

В начальный момент времени (to, фиг.З) мультивибратор 17 выдает на инвертор 18 импульс высокого уровня. Инвертор 18 инвертирует его в сигнал низкого уровня и

5 подает в базу транзистора 20. Усиленный транзистором 20 импульс поступает на катод стабилитрона 27. Стабилитрон 27 в начальный момент времени при нарастании фронта поступившего импульса остается за0 крытым до тех пор, пока падение напряжения на нем не превысит уровня его открытия. Это позволяет несколько задержать начало включения коммутирующих элементов 22 и 23, исключить нелинейную

5 начальную часть входного импульса и повысить стабильность включения коммутирующих элементов 22 и 23. Импульс, достигнув уровня открывания стабилитрона 26, включает транзисторы 22 и 23. При этом на катушку 7 подается напряжение питания

(фиг.З) по цепи: + U2 источника, контакты кнопки 30, точка d, электромагнитная катушка 7, точка а, транзистор 23,- источника питания подключенный к корпусу схемы.

В цепи катушки 1 течет импульс тока I (фиг.З). При подаче питания на катушку 7 включается механизм 6 отсоса (первое плечо). Поршень-сердечник 15, втягиваясь в катушку 7, создает разрежение Б камере 12 отсоса, канале 5 через открывшийся входной клапан 13. Выходной клапан 14 при этом закрыт. До нажатия рычага 4 канал отсоса в корпусе 1 перекрыт.

Воздух, содержащийся в камере 9, вталкивается поршнем 15 через выходной клапан 11 наружу. При этом входной клапан 10 первого плеча закрыт.

В конце интервала времени tcp втягивание сердечника 15 в катушку 7 заканчивается и наступает время включенного состояния катушки 7 (1вкл. состояние), при котором рост тока в цепи катушки 7 продолжается -до установившегося значения 10. Все это время второе плечо (катушка 8) остается обесточенным, так как с инвертора 19 на базу транзистора 21 поступает импульс высокого уровня и транзистор 21 закрыт.

Затем в момент времени ti (равный tcp + т.вкл. состояние ) мультивибратор 17 переключается в другое устойчивое состояние и в точке А (фиг.2) появляется импульс низкого уровня (им 0, фиг.З). На выходе инвертора 18 появляется импульс высокого уровня и закрывает транзистор 20 и коммутирующие элементы 22 и 23. Цепь катушки

7отключается от источника питания н+ U2.

8катушке 7 при отключении ее от цепи питания формируется ЭДС самоиндукции в виде всплеска напряжения противоположной полярности основному (фиг.З, U). Катушка становится источником ЭДС. Накопленная в ней энергия расходуется по цепи (фиг.2)+ катушки 7 (точка а), развязывающий диод 28, точка с, нагреватель 3, точка d,- катушки 7.

Путь тока и полярность образующейся ЭДС изображены на фиг.2 штрихпунктир- ными линиями. На фиг.З этот ток имеет вид спадающей экспоненты (I, момент ti). Параллельно процессу разряда катушки 7 через нагреватель 3 в момент ti с второго инвертора 19 на транзистор 21 подается импульс низкого уровня, что позволяет открыться транзистору 21. Усиленный импульс через некоторое время задержки включения стабилитрона 27 (по достижению уровня открывания стабилитрона) включает коммутирующие элементы 24 и 25 и цепь питания (фиг.2) катушки источника питания 1)2, точка d, катушка 8, точка

b,открытый транзистор 20, - источника питания, соединенный с корпусом оемы По цели катушки 8 протекает ток (la фиг 2 и 3). Сердечник 15, втягиваясь теперь в катуику 8, создает разрежение в камере 9 и через входной клапан 10 - а канале 5 отсоса (клапана 11 закрыт).

Одновременно с этим выталкивается воздух из камеры 12 (второе плечо) через

0 клапан 14 наружу (клапан 13 закрыт) По завершении процесса втягивания сердечника 14 в катушку 8 (момент ts, Фиг.З} мультивибратор 17 переходит в другое устойчивое состояние, закрывая транзисто5 ры 21,24,25 и вновь открывая транзисторы 20,22,23. При этом в катушке 8 формируется импульс ЭДС самоиндукции (Us, Фиг.З). Катушка 8 временно становится источником напряжения, питающим нагреватель 3 по

0 цепи: + катушки 8, точка Ь, диод 29, точка

c,нагреватель 3, точка d, - катушки 8 на фиг.2. путь тока и полярность ЭДС указаны сплошными линиями . В цепи нагревателя 3 протекает (фиг.З, момент ta) очередной им5 пульс тока ir. Для наглядности сформированные импульсы тока в нагревателе 3 (фиг.З) и участки спада тока в i, Ig заштрихованы. Указанный процесс сопровождается втягиванием сердечника 15 в катушку 7 и

0 далее действие элементов устройства повторяется.

В катушках 7 и 8 при их включении и выключении протекают токи сложной формы (для примера на фиг.З - т.в). В начале, с

5 момента времени to ток ь катушке 7 (I) нарастает по экспоненциальному закону. По достижении величины тока трогания Тр (через время tTp) в электромагните образуется электромагнитная сила, достаточная, что0 бы начать перемещение сердечника 15 из начального положения SH (сердечник частично, погружен в катушку 7 ) в конечное положение S«(сердечник втянут). При этом форма тока i отличается от экспоненты 1

5 (которая имела бы место при неподвижном сердечнике 15), опускаясь ниже тока трога- ния по кривой 2. Снижение тока вызвано возникновением противоЭДС, образующейся из-за движения сердечника. Через

0 время, равное времени срабатывания tcp электромагнита, сердечник 15 перемещается в конечное положение SK, а ток в катушке 7 вновь начинает нарастать по кривой 3 до установившегося значения 0, определяемо5 го параметрами электромагнита и источника напряжения.

С момента окончания перемещения сердечника и до момента выключения катушки 7 следует период включенного состояния магнитной системы (1Вкл.сост.). В начале

этого периода электромагнит накапливает энергию W, которая при последующем включении катушки 7 возвращается в цепь нагревания 3 и катушку. При этом ток в указанной цепи в течение времени torn, спадает по экспоненциальному закону (от 0 до lorn). Сердечник пока неподвижен. До момента, когда в цепи установится ток 10тп, электромагнит отдает накопленную энергию в цепь нагрузки с изменением тока по экспоненциальному закону. По достижении момента torn, и тока lorn, сердечник начинает перемещаться из катушки 7 вкатушку 8, ток изменяет свою форму { на заключительной стадии). Далее процесс в катушке 8 аналогичен процессу в катушке 7,

Процесс, работы механизма 6 отсоса циклически повторяется. В канале 5 отсоса формируется примерно постоянный уровень разряжения. Нагреватель 3 и наконечник 2 через несколько минут после начала работы устройства разогреваются импульсами тока Ir и устройство в целом готово к работе.

Разогретый наконечник 2 касается вывода демонтируемого элемента, прогревает место спая и после нажатия на рычаги управления открывается канал 5 отсоса, через отверстие в наконечнике 2 (не показано) всасываются продукты распайки. Продукты распайки задерживаются в специальном сборнике (не показано) корпуса 1.

Таким образом, в данном изобретении электромагнитные катушки выполняют две чередующиеся между собой функции: осуществляют привод поршня-сердечника, формируя непрерывное разрежение в канале отсоса; в интервале между выполнением основной функции служат источниками напряжения для питания нагревателя устройства.

Изобретение позволяет использовать бывшую ранее вредной ЭДС самоиндукции в двухтактном механизме отсоса для электропитания нагревателя, за счет чего

экономится энергия источника, уменьшается нагревание катушек током самоиндукции, устраняется неустойчивая работа устройства и предотвращается выход из строя коммутирующих элементов, благодаря чему повышается надежность работы устройства.

Формула изобретения Устройство для демонтажа радиоэлементов, содержащее корпус с наконечником и электрическим нагревателем с электродами, соединенный с корпусом двухтактный механизм отсоса, выполненный в виде сопряженных электромагнитных

катушек с поршнем-сердечником, генератор, выполненный в виде мультивибратора и коммутирующих элементов, соединенных с первыми выводами электромагнитных катушек, вторые выводы которых соединены

между собой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии, снижения нагрева катушек, повышения надежности устройства путем использования электродвижущей силы самоиндукции, образующейся в катушках, устройство снабжено цепочкой развязывающих диодов, одноименными полюсами соединяющих выводы электромагнитных катушек, подключенных к коммутирующим элементам,

другие одноименные полюса диодов соединены между собой и с одним из электродов электрического нагревателя, второй электрод электрического нагревателя соединен с вторыми выводами электромагнитных катушек.

Ј5 чь

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в радиопромышленности и приборостроении при производстве и ремонте радиоэлектронной аппаратуры, в том числе плат с печатным монтажом. Целью изобретения является уменьшение потерь энергии, снижение нагревания катушек, повышение надежности устройства путем использования ЭДС самоиндукции, образующейся в катушках. Устройство снабжено цепочкой развязывающих диодов, одноименными полюсами соединяющих выводы электромагнитных катушек, подключенных к коммутирующим элементам, другие одноименные полюса диодов соединены между собой и с одним из электродов электрического нагревателя, второй электрод электрического нагревателя соединен с вторыми выводами электромагнитных кафушек. Изобретение позволяет использовать ЭДС электромагнитных катушек для электропитания нагревателя, сэкономить энергию источника,снизить нагревание катушек, повышает надежность работы устройства. 3 ил.

Ъ