ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторско-технологической разработки.

Суть предлагаемого способа управления заключается в том, что в известном способе управления устанавливают участок полимерной трубки, находящийся в непосредственной близости от ее ввода в контейнер, между двумя плоскими поверхностями, одна из которых акустически связана с источником ультразвуковых колебаний, осуществляют сжатие трубки до касания противоположных внутренних поверхностей трубки между собой, осуществляют ультразвуковое воздействие до перехода материала трубки в вязкопластичное состояние и формируют термический шов. После размещения участка подводящей полимерной трубки между двумя плоскими поверхностями подают электрическое напряжение на обмотку электромагнита от генератора электрических колебаний ультразвуковой частоты, настроенного на рабочую частоту, более высокую, чем собственная частота механических колебаний ультразвуковой колебательной системы. В процессе сжатия трубки осуществляют перестройку частоты генератора с высокой частоты на более низкую, приближают рабочую частоту генератора к собственной резонансной частоте колебательной системы, при совпадении частот генератора и колебательной системы эффективно преобразуют электрические колебания в упругие ультразвуковые и формируют термический шов. Перестройкой генератора уменьшают частоту и прекращают ультразвуковое воздействие, продолжа подавать электрическое напряжение от генератора на обмотку магнита до стабилизации герметизирующего шва, причем скорость изменения рабочей частоты генератора электрических колебаний ультразвуковой частоты в заданном диапазоне устанавливается в зависимости от типа герметизируемого контейнера.

Таким образом, в предложенном методе управления процессом герметизации вместо управления временными интервалами включения и выключения большого количества отдельных узлов осуществляется только управление скоростью изменения рабочей частоты генератора в заданном диапазоне.

Основными достоинствами предложенного способа управления процессом герметизации являются исключение из состава ультразвукового запаивателя блоков автоматической подстройки частоты, узла обратной связи, блока отдельного питания электромагнита, а также блоков установки и регулирования временных интервалов сварки, прижима и охлаждения.

Это значительно снизило массогабаритные характеристики ультразвукового запаивателя и увеличило надежность работы всей системы в целом.

В соответствии с предложенным способом управления был разработан и изготовлен ультразвуковой запаиватель гемоконтейнеров, содержащий следующие узлы:

- узел прижима (сжатия полимерной трубки);

- генератор электрических колебаний;

- ультразвуковая колебательная система;

- блок автоматики.

Важнейшим узлом запаивателя является ультразвуковая колебательная система. Она служит для преобразования электрической энергии в энергию механических ультразвуковых колебаний и передачи этих колебаний через плоскую рабочую поверхность в зону сварки (т.е. в стенку трубки из полимерного материала).

Колебательная система выполнена по полуволновой схеме и состоит из пьезокерамического преобразователя, механического концентратора энергии ультразвуковых колебаний и рабочего инструмента, имеющего плоскую рабочую поверхность. Выбранная конструктивна схема позволила создать колебательную систему длиной 60 мм и диаметром 30 мм, обеспечивающую на рабочем инструменте амплитуду колебаний не менее 20 мкм.

Для питания ультразвуковой колебательной системы используется ультразвуковой генератор электрических колебаний, преобразующий электрическую энергию промышленной частоты (50 Гц) в электрическую энергию электрических колебаний ультразвуковой частоты (44 кГц).

Генератор электрических колебаний включает в себя задающий генератор, предварительный усилитель, усилитель мощности и узел, обеспечивающий автоматическую перестройку рабочей частоты в заданном диапазоне.

Блок автоматики предназначен для автоматизации цикла герметизации и обеспечивает запуск генератора после установки трубки и перестройку его рабочей частоты с заданной скоростью в установленном диапазоне.

Для создания необходимого усилия сжатия (сварочного усилия) полимерной трубки служит узел прижима. Узел прижима выполнен в виде цилиндра, внутри которого размещена ультразвуковая колебательная система, и само устройство, обеспечивающее сжатие полимерной трубки и состоящее из прижимной планки, направляющих, крепежной планки с плоской рабочей поверхностью, электромагнита и возвратной пружины. Разработанное устройство сжатия создает статическое давление при сварке не менее 160 кг, что обеспечивает надежный герметизирующий шов.

Проведенные исследования функциональных возможностей созданного ультразвукового запаивателя позволили установить:

1. При задании различной скорости перестройки рабочей частоты генератора созданный ультразвуковой запаиватель обеспечивает надежную герметизацию всех типов существующих гемоконтейнеров отечественного и зарубежного производства.

2. Созданный ультразвуковой запаиватель обеспечивает герметизацию не менее 10 гемоконтейнеров в минуту, что позволяет удовлетворить потребности станций и отделений переливания крови.