Электропаяльник для демонтажа радиоэлементов

.8)етельство СССРК 3/02, 1986. 4) Э СЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ЛЕКТРОПАЯЛЬНИК ДЛЯ ДЕМОНРАД И ОЭЛ ЕМЕНТОВобретение относится к пайке и может пользовано в радиотехнической проности при производстве и ремонте туры, построенной на основе плат ным монтажом. Цель изобретения - ние качества демонтажа радиоэлеи повышение эффективности испольустройства. Электропаяльник содеряльное жало, соединенное трубопрос механизмом отсоса, выполненным электромагнитной катушки с пере(57) И быть и мышле аппара с печат повыше ментов зовани жит па водомв виде менным, увеличивающимся числом витков 1. Сердечник катушки 2 связан с поршнем 3, перемещающимся в цилиндре камеры отсоса Камера отсоса с поршнем и сердечником установлена в нижнее по отношению с электромагнитной катушке положение с возможностью свободного движения поршня и сердечника вниз под действием собственного веса. Поршень снабжен устройством 7 торможения. За счет пропорционального увеличения максимальной силы во второй половине катушки сила тяги электромагнита поддерживается, примерно, неизменной до конца движения сердечника и неизменным остается уровень разрежения в канале отсоса электропаяльника. Одновременно с вводом компенсирующего элемента без существенного увеличения габаритов, размеров по длине, уровня потерь удается повысить эффективность использования соленоидного электромагнита, 3 ил.Изобретение относится к пайке и можетбыть использовано в радиотехнической промышленности при производстве и ремонтеаппаратуры, построенной на основе платс печатным монтажом,Цель изобретения - повышение качествадемонтажа радиоэлементов и повышениеэффективности использования устройствапутем устранения неравномерности тяговогоусилия электромагнита.На фиг. 1 изображена электромагнитная 10система с частью камеры отсоса предлагаемого паяльника, общий вид; на фиг. 2 -электромеханические характеристики втяжных электромагнитов (АБВГД-соленоидногос равночерным распределением витков вдолькатушки, АБВК - результирующая криваяпредлагаемого электромагнита с неравномерным распределением витков во второйчасти катушки, ВС - корректирующая криВая МаКСИмаЛЬНЫХ Ра аахт ртдха СИЛ; Нафиг. 3 - общий вид и примерная зависимость величины разрежения Р от времени 1,для соленоидного (кривая Р 1) электромагнита и электромагнита предлагаемого электропаяльника (кривая Р 2).Электропаяльник содержит (фиг. 1)электромагнитную катушку 1, сердечник 2соединенный с поршнем 3, цилиндр 4 камерыотсоса, имеющей полость 5, выхлопные отверстия 6. Поршень 3 снабжена устройствомрегулирования торможением 7.Электропаяльник имеет также наконечник с каналом отсоса, нагреватель, трубопровод, соединяющий наконечник со сборником припоя и камерой отсоса, входнойклапан камеры отсоса, педаль управленияэлектромагнитом (не показаны).Электромагнитная катушка 1 в первой З 5(фиг. 1, 1) своей части (от места соединенияее с цилиндром 4 и до точки расположениямаксимума силы экспериментального соленоида (фиг. 1, 11) выполнена в виде соленоида (с равномерным распределением вит 40ков вдоль оси), во второй части (фиг. 1,111) - в виде катушки сложной формы с неравномерным увеличением числа витков отл Очки расположения максимума силы экспериментального соленоида (фиг. 2, точка В)и до ее конца. увеличения числа витков по 45мере продвижения к концу катушки (фиг. 2,кривая ВС) обратно пропорционально спаду(фиг. 2, кривая ВД) электромеханическойхарактеристики экспериментального соленоида,Это выполнено с целью компенсации спада и поддержания неизменной силы тягиэлектромагнита на второй стадии движениясердечника 2 в катушке 1, а следовательно,й поршня 3 в камере отсоса.Электромагнитная сила, втягивающая55сердечник в катушку, крайне неравномернораспределена на ходу движения сердечника:в начале хода она резко нарастает, на некотором углублении сердечника в катушку 4достигает максимума, а затем, с середины катушки, существенно спадает, достигая к концу хода, примерно, половины значения максимальной силы,Из электротехники известно, что для оптимально спроектированного соленоида, где соблюдаются соотношения внутреннего диаметра катушки д, внешнего - 0, длиныОкатушки и длины сердечника в виде - - -=2 - 3, - "=2 - 3; 1:1,41, максимум магОНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Втдх И МаКСИмум СИЛЫ Ру ддхэлектромагнита приходятся на середину катушки.Далее за ее пределами следует существенный спад силы тяги,Таким образом, сама электромеханическая характеристика соленоида (зависимость электромагнитной силы Р от степенипогружения х начала сердечника в катушку)носит неравномерный характер, что и вызывает спад импульса разрежения в каналеотсоса в завершающей стадии, и как следствие, некачественный демонтаж радиоэлементов из печатных плат.Для насыщенного состояния сердечника,что имеет место в таких соленоидах, зависимость электромагнитной силы, действующейна сердечник, в функции его положения (х)относительно начала катушки (глубиныпогружения) в первом приближении описывается уравнениемЬ - Ра тах (х) (1)причемРа тах=С 5- (кг)Яяр(2)где С = (1,57 - 1,76) 10кг/сма;5 поперечное сечение сердечника, см;2,Я - намагничивающая сила, равнаяпроизведению числа витков в катушке на величину тока (1(а) в обмотке:Я=1 ы;1 - длина катушки, см;х -- глубина погружения начала сердечника в катушку, см;1(х) - функция, определяющая закон изменения силы электромагнита отглубины погружения (х) в относительных величинах.Следовательно, сила магнитаР, =С.З, - .(,),(3)21где =6 - есть удельная намагничивающая сила, т. е. намагничивающая сила, приходящаясяна единицу длины катушки.Формула (1), выражающая зависимостьсилы Р, электромагнита в функции глубиныпогружения (х) сердечника, состоит из двухсомножителей. Первый, Р выражаетвеличину максимально возможной силы дляданного соленоида. Второй, 1(х) - отражаетсложную зависимость изменения силы Р, 15885165от глубины погружения, теоретически неопределенную в литературе. Эмпирическаяформула этой силы, полученная по экспериментальным кривым, имеет в первом приближении вид (в абсолютных единицах);Дх) =( - ах+ бх+ с), (4)где а, Ь, с - коэффициенты, рассчитываемыепо способу наименьших квадратов, Формуласилы (3) принимает вид:Е =С 5( - ах+баях+с)", (5)сгде (х)=( - ах+Ьх+с) (в относительных ед.), где а, Ьс - приведенные коэффициенты (в относительных единицах).Таким образом, чтобы скорректироватьспад силы во второй половине катушки иподдерживать ее на уровне максимальнойпредставляется возможным за счет изменения первого сомножителя Р,формул (1),(5) произвести выравнивание характеристики,Поскольку сила Рэ прямо пропорциональна удельной намагничивающей силе 6 з, топо закону, обратному закону спада силыво второй части катушки, начиная с середины, увеличивают в каждой точке число витков ы в соответствии с формулой1Юх= ( 2+ + )1/(6)где ы - число витков в ряду по вертикалив средней части катушки;ы - искомое число витков в вертикальном ряду в соответствующей точке х катуш к и.Электропаяльник работает следующим образом.В исходном состоянии сердечник 2 (фиг. 1) частично погружен в нижнюю часть электромагнитной катушки 1 (для захвата его магнитным полем). Основная часть сердечника расположена ниже катушки и находится в полости камеры отсоса. Наконечник нагрет до необходимой температуры и надет на вывод радиоэлемента.При нажатии, например, на педаль (не показана) в момент включения (фиг. 3) включается катушка 1 электропаяльника. Сердечник 2 под воздействием магнитного поля катушки 1 начинает втягиваться в ее соленоидную часть, увлекая за собой поршень 3. В результате движения поршня 3, притертого к стенкам цилиндра 4, в полости 5 камеры отсоса образуется разрежение, а воздух из надпоршневой полости выталкивается через отверстия 6.При этом устройство регулирования торможением 7 автоматически перекрывается. Разрежение через входной клапан, трубопровод, сборник припоя, нагреватель (не показаны) передается в канал отсоса наконечника (не показано). Через отверстие нагретого наконечника в сборник припоя начинает всасываться расплавленный припой и другие продукты распайки. На первой фазе 6движения сердечника (фиг, 1) электромагнитная сила соленоидной части катушки 1 резко нарастает (фиг. 2, участок АБ), затем, постепенно нарастая, достигает максимума (фиг. 2, точка В) экспериментального соленоида с характеристикой АБВГД (фиг. 2), приходящегося для данной конкретной характеристики АБВГД, примерно, на середину катушки Д- - 0,05, фиг. 1, 11.О Далее, с этой точки катушки (фиг. 1, 11)начинается сложная ее форма с возрастающей удельной намагничивающей силой 6 (фиг. 2, точка В), компенсирующей потери силы.Сердечник 2 по мере движения (фиг. 1,111) попадает во все возрастающее магнитное поле, вызывающее нарастание максимальной силы Е, на отрезке ВС (фиг. 2), В результате пропорциональной коррекции результирующая кривая силы Р приобре тает спрямленный вид (участок ВК, фиг. 2),что и обеспечивает примерное постоянство силы тяги сердечника 2 в предложенном электропаяльнике почти на всем протяжении катушки 1. А это, в свою очередь, позволяет обеспечивать неизменным уровень разреже ния в канале отсоса на отрезке времени М 2(фиг. 3, кривая Р 2) значительно более длительным и равномерным, чем при чисто соленондной катушке Л 1 1 (фиг. 3, кривая Р 1).Оценка длительности импульса разрежения произведена по графику фиг, 3 на уровне 0,7 Ргде по оси ординат представлен уровень разрежения (например, в мм рт. ст.) а по оси абсцисс - время, например, в секундах).По окончании процесса всасывания продуктов распайки педаль отжимается, выключаетс я электромагнитная катушка 1 (1, фиг. 3), сердечник 2, поршень 3 под действием собственного веса начинают возврат в исходное состояние. В начале процесса возврата входной клапан камеры отсоса 40 закрывается (не показан) и отрывается клапан устройства регулирования торможением 7.Устройство 7 обеспечивает на заключительной стадии плавный спуск подвижной системы (сердечник 2, поршень 3). Через 45 несколько секунд сердечник 2 и поршень 3опустятся в исходное состояние.Устройство готово к новому циклу работы.Поддержание разрежения на уровне максимального в течение, примерно, всего хода сердечника 2 в катушке 1 обеспечивает полный и качественный отсос припоя как у поверхности места пайки, так и из глубины отверстия в печатной плате, обеспечивая качественный демонтаж радиоэлементов.55формула изобретенияЭлектропаяльник для демонтажа радио.элементов, содержащий паяльное жало, нагреватель, механизм отсоса, выполненный1588516 ХД 04 0,5 Об 07 ОУ 0,9 1, Ф 02. Я в виде электромагнитной катушки, внутри котарой размещен сердечник, связанный с поршнем, перемещающимся в цилиндре камЕры отсоса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества демонтажа радиоэлементов и повышения эффективности использования путем устранения неравномерности тягового усилия электромагнита,электромагнитная катушка, начиная с ее середины, выполнена с переменным числом витков, приходящихся на единицу ее длины, причем изменение числа витков переменного участка катушки обратно пропорционально изменению втягивающей силы сердечника соленоидной катушки на ее переменном участке.. Товтин арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5нно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О 1 НИИПИ Госуд Производстве Ртах 0,7 Рщцх РедакторЗаказ 2504 Составитель Е. ХохринаТехред А. Кравчук Корректор И. Муск Тираж 644 Подписное