Индукционное сварочное устройство и способ индукционной сварки, которые могут быть использованы для производства упаковок разливаемых пищевых продуктов - RU2005133218A

Реферат

1. Индукционное сварочное устройство, которое может быть использовано для производства упаковок разливаемых пищевых продуктов путем поперечного сваривания трубки (13) из листового упаковочного материала, содержащего по меньшей мере один слой (12) индукционно-нагреваемого материала, покрытого пластиковым материалом (16), причем упомянутое сварочное устройство содержит: генерирующее средство (3) для генерирования сигнала S(ω) переменной мощности; по меньшей мере один индуктор (4), принимающий сигнал S(ω) переменной мощности, для индуцирования в упомянутом слое (12) паразитного электрического тока и локального плавления упомянутого пластикового материала (16) с образованием поперечного шва, и согласующую схему (7) для достижения оптимальной передачи мощности между упомянутым генерирующим средством (3) и упомянутым индуктором (4), отличающееся тем, что упомянутая согласующая схема (7) содержит индуктивно-емкостную цепь, в которой по меньшей мере один индуктивный элемент (23а, 23) соединен с по меньшей мере одним емкостным элементом (20, 24, 25, 26, 27) с переменной емкостью, причем емкость емкостного элемента является регулируемой таким образом, что угол сдвига фаз между током и напряжением близок к нулю.

2. Сварочное устройство по п.1, в котором упомянутый индуктивный элемент (23) и упомянутый емкостной элемент (20, 24, 25, 26, 27) включены параллельно друг другу.

3. Сварочное устройство по п.1 или 2, в котором упомянутый емкостной элемент (20, 24, 25, 26, 27) содержит по меньшей мере один главный конденсатор (20) и некоторое количество вспомогательных конденсаторов (24, 25, 26, 27), избирательно подсоединяемых/отсоединяемых параллельно упомянутому главному конденсатору (20).

4. Сварочное устройство по п.3, в котором с соответствующими вспомогательными конденсаторами (24, 25, 26, 27) соединены переключающие устройства (24а, 25а, 26а, 27а) для включения и выключения соответствующих вспомогательных конденсаторов (24, 25, 26, 27).

5. Сварочное устройство по п.4, в котором каждое переключающее устройство (24а, 25а, 26а, 27а) содержит первый и второй IGBT-транзистор (40а, 40b), имеющие соединенные между собой эмиттеры (Е) и коллекторы (С), сообщающиеся соответственно с электрической линией (21), сообщающейся с главным конденсатором (20), и с концевой клеммой соответствующего вспомогательного конденсатора (24-27), причем затворы (G) упомянутых IGBT-транзисторов (40а, 40b) соединены между собой и принимают команду по напряжению V_dc на включение и выключение упомянутых IGBT-транзисторов (40а, 40b).

6. Сварочное устройство по п.5, в котором между затворами (G) и эмиттерами (Е) IGBT-транзисторов (40а, 40b) помещен по меньшей мере один резистор (46), который обеспечивает разряд тока, накопленного во внутренних конденсаторах IGBT-транзисторов, когда они отключены.

7. Сварочное устройство по п.5, в котором между затвором (G) и эмиттером (Е) каждого IGBT-транзистора (40а, 40b) помещен по меньшей мере один стабилитрон (48), который ограничивает напряжение V_ge IGBT-транзистора заданным максимальным значением.

8. Сварочное устройство по п.1, в котором упомянутый индуктивный элемент (23а, 23) имеет переменное значение индуктивности, причем упомянутое значение индуктивности регулируется таким образом, что импеданс упомянутой согласующей схемы принимает значение, близкое к оптимальному значению импеданса Z_ott, например, в 50 Ом, для максимизации передачи мощности от упомянутого генерирующего средства (3) к упомянутому индуктору (4).

9. Сварочное устройство по п.8, в котором упомянутый индуктивный элемент (23а, 23) содержит трансформатор (23), имеющий первичную обмотку (23а) с рядом вводов (50), связанных с различными витками и таким образом дающих, при их выборе, различные коэффициенты трансформации трансформатора (23).

10. Способ индукционной сварки, который может быть использован для производства упаковок разливаемых пищевых продуктов путем поперечного сваривания трубки (13) из листового упаковочного материала, содержащего по меньшей мере один слой (12) индукционно-нагреваемого материала, покрытого пластиковым материалом (16), причем упомянутый способ содержит этапы: генерирования (3) сигнала S(ω) переменной мощности посредством генератора (3); подачи упомянутого сигнала S(ω) переменной мощности на по меньшей мере один индуктор (4) для индуцирования в упомянутом слое (12) паразитного электрического тока и локального плавления упомянутого пластикового материала (16) с образованием поперечного шва, и оптимизации передачи мощности между упомянутым генератором (3) и упомянутым индуктором (4) посредством согласующей схемы (7), отличающийся тем, что упомянутый этап оптимизации включает в себя этап регулирования емкости по меньшей мере одного емкостного элемента (20, 24, 25, 26, 27), соединенного с по меньшей мере одним индуктивным элементом (23а, 23), таким образом, что угол сдвига фаз между током и напряжением близок к нулю.

11. Способ сварки по п.10, включающий в себя этап регулирования значения индуктивности упомянутого индуктивного элемента таким образом, что импеданс, наблюдаемый упомянутым генератором, принимает значение, близкое к оптимальному значению импеданса Z_ott, например, в 50 Ом, для максимизации передачи мощности от упомянутого генерирующего средства (3) к упомянутому индуктору (4).