СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РУБКИ НИТИ, ЖГУТА, ЛЕНТЫ И ТОМУ ПОДОБНОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РУБКИ НИТИ, ЖГУТА, ЛЕНТЫ И ТОМУ ПОДОБНОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1998 года по МПК C03B37/16 B23D27/00 

Изобретения относятся к способам и устройствам для непрерывной рубки волокон, нитей, жгутов, лент из неметаллических волокнистых и пленочных материалов, а также металлической проволоки, и могут быть использованы в производстве стройматериалов, композиционных материалов, в химической, электротехнической и других отраслях промышленности.

В настоящее время в разработках способов и устройств для непрерывной рубки различных материалов на отрезки заданной длины появилась необходимость универсализации как способов, так и устройств.

Известные на данный момент способы и устройства для рубки рассчитаны, как правило, на конкретный вид подвергаемого рубке исходного материала, что резко ограничивает их возможности.

Способы и устройства для рубки волокна или нити не пригодны для рубки жгута или ленты и наоборот. Способы и устройства для рубки низкопрочного материала не пригодны для рубки высокопрочного материала. Способы и устройства для рубки лент из неволокнистых материалов типа пленочных низкопроизводительны и маломощны.

Известные способы рубки нити, жгута или ленты, так называемые контактные, предполагают подачу материала в зону контакта рубящего органа и прижимного элемента, захват и рубку материала на плоскости или между двумя опорами.

В устройствах, реализующих известные способы, рубящим органом является нож, лезвие которого тупится и вызывает необходимость в остановках процесса рубки на замену или заточку лезвия. В качестве прижимного элемента, а также плоскости, на которой производится рубка, в известных устройствах используют резиновый валик или диск, который также приходится заменять по мере их износа.

Ограниченные возможности известных способов и устройств для рубки, их низкая производительность и надежность явились причиной разработки заявляемых способа и устройства.

Известен способ рубки стеклонити, заключающийся в подаче нити между упругим и ножевыми валами и в рубке ее на отрезки путем заглубления ножей в упругий вал (SU авт.св. N 1585301 A1, кл. C 03 B 37/16, 1990).

Известен способ рубки жгутов, заключающийся в подаче жгутов между валком, имеющим эластичное покрытие, и ножами и рубке их на отрезки определенной величины за счет контакта, совершающего планетарное движение валка с ножами (SU авт. свид. N 881023, кл. C 03 B 37/16, 1981).

Известен способ рубки волокна, заключающийся в подаче волокна подающим приспособлением, рубке его на отрезки заданной длины и пневмоудалении рубленого продукта (SU авт. свид. N 1357372, кл. C 03 B 37/16, 1987).

Известные способы обладают всеми вышеперечисленными недостатками.

Способ по авт. свид. N 1357372 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Известно устройство для рубки стеклонити, содержащее прижимной и ножевой валы, прижатые в процессе рубки к упругому валу, и выталкивающее устройство (SU авт. свид. N 1585301, кл. C 03 B 37/16, 1990).

Известно устройство для рубки жгутов, содержащее подающее жгут приспособление, рубящий орган в виде полого цилиндра с ножами и прижимной элемент в виде валка с эластичным покрытием, установленный в полости цилиндра с возможностью планетарного движения (SU авт. свид. N 881023, кл. C 03 B 37/16, 1981).

В известных устройствах используется принцип "контакта" ножей с прижимным элементом со всеми вышеописанными последствиями этого (затупление ножей, выход из строя эластичного покрытия прижимного элемента).

Известно устройство для резки жгутов, содержащее подающее приспособление, привод, водило, закрепленное одним его концом на приводном валу, рубящий орган, смонтированный на другом конце водила, и камеру пневмоудаления рубленого продукта (SU авт. свид. N 567689, кл. C 03 B 37/16, 1977).

Известное устройство обладает всеми недостатками устройств, основанных на принципе "контакта" ножей с прижимным элементом. По своей технической сущности оно наиболее близко к заявляемому изобретению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является разработка таких способа и устройства для рубки, которые были бы пригодны для рубки и волокна, и нити, и жгута, и проволоки, и ленты на отрезки заданной длины, при этом волокно, нить, жгут, проволока могут быть как металлическими, так и неметаллическими, низко- и высокопрочными.

Техническая задача решается за счет использования неконтактного, безопорного способа рубки высокоскоростным ударом, реализуемого на устройстве с высокоскоростным рубящим органом и пневмоприспособлением, обеспечивающим необходимое направление подачи материала и удаление рубленого продукта.

Технический результат, который может быть получен при использовании данных изобретений, заключается в повышении производительности, в расширении функциональных возможностей и в повышении надежности работы устройства.

Для решения поставленной задачи в способе непрерывной рубки нити, жгута, ленты и тому подобного исходного материала, заключающемся в подаче исходного материала подающим приспособлением, рубке его на отрезки заданной длины и пневмоудалении рубленого продукта, согласно изобретению, при подаче исходного материала его конец свободно безопорно выступает из подающего приспособления на заданную длину отрубаемого отрезка, момент достижения которой совмещают с моментом рубки, а рубку производят высокоскоростным ударом, пневмоудаление рубленого продукта путем отсоса осуществляют с совмещением его направления с направлением подачи исходного материала для одновременного с отсосом рубленого продукта удерживания свободно безопорного выступающего с подающего приспособления конца исходного материала в направлении подачи.

В устройстве для непрерывной рубки нити, жгута, ленты и потому подобного исходного материала, содержащем подающее приспособление, привод, водило, закрепленное одним его концом на приводном валу, рубящий орган, смонтированный на другом конце водила, и камеру пневмоудаления рубленого продукта, согласно изобретению, рубящий орган снабжен отдельным приводом, закрепленным его корпусом на водиле, размещен на приводном валу его привода с возможностью автономного вращения относительно водила в параллельных с ним плоскостях, а относительно подаваемого материала - в плоскостях, пересекающихся в непосредственной близости от подающего приспособления, камера пневмоудаления рубленого продукта выполнена в виде присоединенного к вакуумному насосу сопла, раструбом обращенного к приспособлению подачи, при этом скорость подачи исходного материала прямо пропорционально связана с линейной скоростью вращения водила, а скорость вращения рубящего органа на несколько порядков выше скорости вращения водила, при этом рубящий орган выполнен в виде пластины, диска, крестовины или другого плоского элемента.

Отличительными особенностями заявляемого способа рубки являются следующие признаки: при подаче исходного материала свободное безопорное выступание его конца из подающего приспособления, на заданную длину отрубаемого отрезка, совмещение момента достижения указанной длины с моментом рубки, рубка высокоскоростным ударом, пневмоудаление рубленого продукта путем отсоса, с совмещением направления отсоса с направлением подачи исходного материала для одновременного с отсосом рубленого продукта удерживания свободно безопорно выступающего с подающего приспособления конца исходного материала в направлении подачи.

Отличительными особенностями устройства для рубки предложенной конструкции являются следующие признаки: снабжение рубящего органа отдельным приводом, зацепление указанного привода его корпусом на водиле, размещение рубящего органа на приводном валу его привода, с возможностью автономного вращения, относительно водила в параллельных с ним плоскостях, относительно подаваемого исходного материала в пересекающихся с ним плоскостях, пересечение рубящего органа с подаваемым материалом в непосредственной близости от подающего приспособления, прямо пропорциональная связь скорости подачи исходного материала с линейной скоростью вращения водила, соотношение скоростей вращения рубящего органа и водила, при котором скорость вращения рубящего органа на несколько порядков выше скорости вращения водила, выполнение рубящего органа в виде пластины, диска крестовины или другого плоского элемента.

Указанные отличительные признаки способа и устройства его реализации являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно они направлены на решение поставленной задачи.

В заявляемом способе безопорное поступление исходного материала увязано с его пневмоподдержкой, а момент выхода исходного материала из подающего приспособления на заданную длину отрубаемого отрезка совмещен с моментом рубки. Исключение любого из этих признаков не обеспечит решения поставленной задачи.

В заявляемом устройстве, реализующем предложенный способ рубки, обеспечено автономное независимое высокоскоростное вращательное движение рубящего органа, подача рубящего органа к месту рубки осуществлена вспомогательным приспособлением, вращательное движение которого увязано с поступательным движением исходного материала. Исключение любого из этих признаков также не обеспечит решения поставленной задачи.

Использование высокоскоростного удара в предложенном способе рубки позволяет обеспечить мгновенное сверхвысокое давление на предельно малую площадь его приложения. Под воздействием этого давления, последовательно оказываемого на поперечное сечение исходного материала, в каком бы заявляемом виде и каким бы по природе он не был, происходит незамедлительное отсекание отрезка заданной длины.

Для нанесения точного удара по исходному материалу его свободно безопорно выступающий из подающего приспособления конец необходимо удержать в направлении подачи. В случае высокопрочного жесткого материала это не представляет трудностей: материал самоудерживается в заданном направлении. Но для гарантированного удержания конца исходного материала в направлении подачи в этом и во всех других случаях предусмотрена пневмоподдержка, совмещенная с пневмоудалением рубленого продукта.

В конструкции устройства для осуществления высокоскоростного удара использован узел с самостоятельным приводом, обеспечивающим высокоскоростное вращение рубящего органа. При таком вращении экспериментально проверена и подтверждена возможность использования в качестве рубящего органа любого плоского элемента даже без заточенного лезвия, который можно закрепить на приводном валу так, чтобы рубку производить его ребром, а точнее, концом ребра.

Для нанесения удара рубящий орган необходимо доставить в нужный момент в заданную точку, т. е. совместить его подачу с подачей исходного материала. Это достигается с помощью другого узла с другим приводом, обеспечивающим вращение первого узла со скоростью, совместимой с реальной скоростью подачи исходного материала.

Пневмоподдержку конца исходного материала и пневмоудаление рубленого продукта осуществляют одним и тем же вакуумным насосом, совместив направление отсоса с направлением подачи.

Заявляемые способ и устройство обеспечивают непрерывность процесса рубки без остановок на замену или перезаточку ножей и на восстановление или замену прижимного устройства ввиду отсутствия таковых, они позволяют осуществлять рубку широкого спектра материалов с постоянным высоким качеством рубки, т.е. позволяют повысить производительность процесса рубки, расширить функциональные возможности и обеспечить надежность работы устройства.

Изобретения поясняются описанием конкретного, но не ограничивающего их примера реализации и прилагаемым чертежом, где изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа непрерывной рубки ленты.

Пример реализации изобретений.

Способ непрерывной рубки ленты шириной 30 мм на отрезки длиной 8-10 мм осуществляется следующим образом.

Ленту 1, например, углеродную, подают с бобины (не показана) подающим приспособлением, например, роликами 2, в зону рубки так, что ее свободно безопорно выступающий с роликов 2 конец 3, удерживаемый на весу в направлении подачи потоком отсасываемого воздуха, имеет длину отрубаемого отрезка 8 - 10 мм. Момент достижения этой длины совпадает с моментом рубки, для чего к отрубаемому концу подводят вращающийся с высокой скоростью рубящий орган - пластину 4. Рубка ленты 1 происходит под действием высокоскоростного удара пластины 4 по ленте 1 в заданном месте, т.е. на длине 8-10 мм. Рубленый продукт - отрезки - удаляют из зоны рубки тем же потоком отсасываемого воздуха, который используют для удерживания конца 3 ленты 1 при его выходе с роликов 2.

Таким же способом можно осуществлять рубку волокна, нити, жгута, проволоки.

Устройство для осуществления вышеописанного способа непрерывной рубки ленты 1 содержит подающее приспособление - ролики 2, водило 5, закрепленное одним его концом 6 на приводном валу 7 его привода (не показан), рубящий орган - пластину 4, закрепленную на приводном валу 8 ее привода 9, который своим корпусом 10 закреплен на другом конце 11 водила 5, и камеру пневмоудаления рубленого продукта - сопло 12, широкой частью - раструбом 13 обращенное к роликам 2, а узкой частью 14 присоединенное к вакуумному насосу (не показан). Подающее приспособление и водило могут работать как от одного привода, так и от отдельных приводов.

Описанное устройство работает следующим образом.

Ленту 1 отматывают с бобины (не показана), заправляют между роликами 2. Включают все приводы устройства и вакуумный насос. Лента 1 затягивается роликами 2 в зону рубки, находящуюся в непосредственной близости от них. Одновременно водило 5, вращаясь со скоростью примерно 250 об/мин, вводит пластину 4 по траектории А в зону рубки. Пластина 4 диаметром 200 мм, вращаясь со скоростью 10500 об/мин по траектории B, ударами своих концов по ленте 1 отсекает от нее отрезки необходимой длины. Рубленый продукт отсасывающим соплом 12 подают в сборное устройство (не показано).

На предлагаемом устройстве, кроме ленты, можно рубить волокно, нить, жгут, проволоку и тому подобный исходный материал. Точную подачу нитевидного материала осуществляют подающим приспособлением, состоящим, например, из роликов и направляющих трубок.

Для осуществления процесса рубки важно, чтобы рубящий орган мог развивать высокую линейную скорость, независимую от скорости его подачи в зону рубки, которая должна быть на несколько порядков ниже скорости его вращения, так как связана со скоростью подачи исходного материала, которая, в свою очередь, должна лежать в практических разумных пределах.

Для осуществления процесса рубки также важно удержать выступающий из подающего приспособления отрубаемый конец исходного материала в направлении подачи без использования конструктивных опорных средств, как усложняющих и способ и устройство. Предложенная в заявляемых изобретениях пневмоподдержка не требует дополнительных конструктивных элементов, ни отдельного насоса, т. к. она совмещена с удалением рубленого продукта и осуществляется с помощью одного и того же вакуумного насоса.

Испытания опытно-промышленного образца предлагаемого устройства для осуществления заявляемого способа показали возможность качественной рубки различного исходного материала с высокой производительностью, возможность регулирования длины рубленого продукта, подтвердили работоспособность и надежность устройства.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных материалов, композиционных материалов в химической, электротехнической и других отраслях промышленности. Способ заключается в подаче исходного материала так, что его конец свободно безопорно выступает из подающего устройства на заданную длину отрубаемого отрезка, в рубке высокоскоростым ударом и пневмоудалении рубленого продукта путем отсоса, направление которого совмещают с направлением подачи исходного материала. Устройство для осуществления способа содержит подающее приспособление, рубящий орган, закрепленный на приводном валу его привода, водило рубящего органа, закрепленное одним его концом на приводном валу его привода, и камеру пневмоудаления рубленого продукта, выполненную в виде сопла, раструбом обращенного к подающему приспособлению, а узкой частью присоединенное к вакуумному насосу, при этом корпус привода рубящего органа закреплен на другом конце водила, а рубящий орган выполнен в виде пластины, диска, крестовины или другого плоского элемента. Технический результат - повышение производительности, расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ непрерывной рубки нити, жгута, ленты и тому подобного исходного материала, заключающийся в подаче исходного материала подающим приспособлением, рубке его на отрезки заданной длины и пневмоудалении рубленого продукта, отличающийся тем, что при подаче исходного материала его конец свободно безопорно выступает из подающего приспособления на заданную длину отрубаемого отрезка, момент достижения которой совмещают с моментом рубки, а рубку производят высокоскоростным ударом, пневмоудаление рубленого продукта путем отсоса осуществляют с совмещением его направления с направлением подачи исходного материала для одновременного с отсосом рубленого продукта удерживания свободно безопорно выступающего с подающего приспособления конца исходного материала в направлении подачи. 2. Устройство для непрерывной рубки нити, жгута, ленты и тому подобного исходного материала, содержащее подающее приспособление, привод, водило, закрепленное одним его концом на приводном валу, рубящий орган, смонтированный на другом конце водила, и камеру пневмоудаления рубленого продукта, отличающееся тем, что рубящий орган снабжен отдельным приводом, закрепленным его корпусом на водиле, размещен на приводном валу его привода с возможностью автономного вращения относительно водила в параллельных с ним плоскостях, а относительно подаваемого материала - в плоскостях, пересекающихся в непосредственной близости от подающего приспособления, камера пневмоудаления рубленого продукта выполнена в виде присоединенного к вакуумному насосу сопла, раструбом обращенного к приспособлению подачи, при этом скорость подачи исходного материала прямо пропорционально связана с линейной скоростью вращения водила, а скорость вращения рубящего органа на несколько порядков выше скорости вращения водила. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что его рубящий орган выполнен в виде пластины, диска, крестовины или другого плоского элемента.