УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СМЕННОГО УСТРОЙСТВА ПО НАБОРУ НИТЕЙ НАКРЕСТ Российский патент 2009 года по МПК B65H54/72 

Настоящее изобретение относится к области усовершенствования устройства, обеспечивающего вытягивание и наматывание волокон, производимых из органических и неорганических веществ, в частности из стекла.

Задача изобретения состоит в усовершенствовании сменного устройства по набору нитей накрест.

Изготовление усилительного стекловолокна представляет собой сложный технологический процесс, основным содержанием которого является получение волокон из тонких струек расплавленного стекла, стекающих через отверстия фильеры. Эти струйки вытягиваются и приобретают форму непрерывных филаментарных волокон. Затем филаментарные волокна соединяются в обычные нити, которые в последующем наматываются на бобину.

При этом в соответствии с настоящим изобретением бобины имеют форму цилиндрической намотки или намотки с прямым профилем.

Придание формы бобине осуществляется в мотальной машине, которая, как это следует из ее названия, предназначена для наматывания на очень высоких скоростях (10-50 м/сек) предварительно покрытого маслом стекловолокна.

Такие мотальные машины обеспечивают вытягивание и наматывание волокон, при этом параметры работы данных мотальных машин, а также характеристики фильеры определяют габаритные параметры волокна, в частности номер волоконного калибра, выраженный в единице международной текстильной нумерации tex (tex - вес в граммах на 1000 метров волокна или нити).

Таким образом, для того чтобы в течение всего процесса формирования бобины, несмотря на увеличение ее диаметра, постоянно сохранялся один и тот же номер волокнистого калибра, необходимо, чтобы скорость работы механизма мотальной машины, обеспечивающего процесс наматывания, регулировалась и позволяла поддерживать постоянную линейную скорость наматывания нити, несмотря на возможные изменения ее угловых скоростей. При этом такая система автоматического регулирования скорости позволяет уменьшать скорость вращения штифта, удерживающего бобину, в случае увеличения ее диаметра.

Другим важным параметром, который определяет оптимальное качество формируемой бобины, является ее способность с ограниченным трением легко разматываться без образования петель, посторонних узлов.

С этой целью необходимо добиваться оптимального рассредоточения относительно оси волокон, наматываемых непосредственно на вращающийся штифт. В связи с этим в мотальной машине предусмотрено наличие одного или нескольких нитеводителей, обеспечивающих рассредоточение волокон относительно оси и их расположение по всей длине одной или нескольких бобин путем совершения возвратно-поступательных движений, синхронизированных с вращением штифта, при этом данный или данные нитеводители являются составными элементами механизма мотальной машины, который обычно называют устройством набора нитей накрест.

Данное устройство набора нитей накрест устанавливается на подвижном основании, которое в процессе наматывания позволяет постоянно менять его положение, и параллельно оси штифта для обеспечения определенного расстояния между одним или несколькими нитеводителями и внешней цилиндрической поверхностью одной или нескольких бобин, диаметр которых изменяется по всей длине ее или их конструкций.

Известные на настоящий момент мотальные машины, как правило, включают в себя раму, располагаемую обычно ниже фильеры. При этом данная рама несет на себе устройство набора нитей накрест и, по меньшей мере, один вращающийся подвижный штифт, который, с одной стороны, приводит в движение эту бобину, а с другой стороны, удерживает на себе последнюю.

Обычное устройство набора нитей накрест, как правило, содержит, по меньшей мере, один кулачок, имеющий цилиндрическую форму и канавку, который позволяет одному или нескольким нитеводителям совершать возвратно-поступательные движения, при этом продольные перемещения последних выполняются по направляющим между двумя планками, расположенными параллельно оси кулачка. Кулачок приводится во вращательное движение посредством двигателя и в результате использования механического привода, при этом кулачок постоянно поливается жидкостью, подаваемой через форсунки, которая обеспечивает его регулярную очистку и не допускает попадания снаружи грязи.

Для обеспечения полного наматывания волокна необходимо, чтобы устройство набора нитей накрест, описание которого дано выше, или любое другое аналогичное устройство могли бы покрывать всю длину бобины. С этой целью в известных в настоящее время мотальных машинах используется бегунок, совершающий возвратно-поступательные, продольные перемещения и подвижно устанавливаемый на валу, который жестко соединен с рамой и параллелен оси штифта, при этом данный второй вариант продольного перемещения позволяет покрывать всю длину наматывания.

Для обеспечения оптимального наматывания на бобину необходимо добиться оптимальной работы устройства набора нитей накрест. В связи с этим регулярно выполняются операции по техническому обслуживанию устройства набора нитей накрест, проведение которых приводит к прерыванию производственного цикла, продолжительность и периодичность которого естественно стремятся ограничить.

Таким образом, настоящее изобретение имеет задачей устранить эти недостатки с помощью устройства набора нитей накрест, которое оптимизирует операции технического обслуживания устройства набора нитей накрест.

Указанное устройство набора нитей накрест согласно настоящему изобретению отличается тем, что оно включает в себя, по меньшей мере, первую часть, соединенную с элементом рамы мотальной машины, и, по меньшей мере, вторую часть, содержащую направляющие приспособления и устройства извлечения, по меньшей мере, одного волокна, при этом вышеназванные первая и вторая части соединены между собой таким образом, что вторая часть занимает первое (так называемое рабочее) положение, в котором волокно может извлекаться в виде бобины, и второе положение, в котором вторая часть отделяется от первой части, что соответствует этапу технического обслуживания второй части, при этом вторая часть является сменной.

Такое устройство и, в частности, устройство набора нитей накрест, состоящее из двух отдельных частей (раздельных элементов), предоставляет возможность выполнять операции по техническому обслуживанию практически в перекрываемое время. Изготовление элемента, состоящего из двух частей, одна из которых остается жестко соединенной с каркасом, а вторая является съемной и заменяемой, позволяет иметь для последней запасную деталь, которая может быть быстро заменена аналогичной деталью практически без остановки процесса производства.

В контексте предпочтительных способов применения изобретения в случае необходимости можно использовать ту или иную его компоновку:

- первая часть и вторая часть содержат дополнительные направляющие приспособления, которые позволяют выполнять относительные перемещения между первым положением и вторым положением второй части;

- направляющие приспособления содержат, с одной стороны, на уровне первой части, по меньшей мере, один выступающий полоз и, с другой стороны, на уровне второй части, по меньшей мере, один паз, взаимодействующий с вышеназванным полозом;

- первая и вторая части содержат средства блокировки, предназначенные для освобождения направляющих приспособлений, когда вторая часть устройства набора нитей накрест находится в рабочем положении;

- вторая часть содержит, по меньшей мере, один кулачок цилиндрической формы с канавкой, который обеспечивает выполнение возвратно-поступательных движений одного или нескольких нитеводителей, при этом последние направляются для совершения продольных перемещений между двумя планками, расположенными параллельно оси кулачка;

- и первая, и вторая части содержат средства механического сцепления, позволяющие привести в движение вышеназванный кулачок, а также средства, обеспечивающие использование жидкости для очистки вышеназванного кулачка и/или нитеводителей;

- средства, обеспечивающие применение жидкости для очистки, закрываются, когда вторая часть устройства набора нитей накрест отсоединяется от первой части.

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут видны из прилагаемых ниже описания варианта его осуществления, которое может рассматриваться в качестве иллюстрации и не носит ограничительного характера, и фигур чертежей, в числе которых:

- Фиг.1 изображает вид спереди мотальной машины с встроенным устройством набора нитей накрест согласно настоящему изобретению;

- Фиг.2 - вид спереди устройства набора нитей накрест согласно настоящему изобретению;

- Фиг.3 - вид сбоку устройства, изображенного на фиг.2;

- Фиг.4 - вид сбоку устройства набора нитей накрест в рабочем положении;

- Фиг.5 аналогична фиг.4, но изображает устройство набора нитей накрест в положении технического обслуживания.

Одним из предпочтительных способов выполнения мотальной машины 1 согласно изобретению, изображенному на фиг.1, предусматривается, что мотальная машина включает в себя металлическую раму, изготовленную путем механического сварного соединения металлических элементов, предварительно обработанных в заводских условиях или соответствующих стандартам торговли. Данная рама обычно содержит прямоугольное основание, устанавливаемое на опорах, расположение которых рассчитано таким образом, чтобы они соответствовали габаритам или размерам вилочных захватов погрузчика поддонов или аналогичного устройства для перемещения деталей в процессе обработки для облегчения операций по установке бобины в положение сплетения волокон.

На данном основании собирается закрытая конструкция, предназначенная для расположения всех составных компонентов, необходимых для функционирования мотальной машины 1. В связи с этим (однако это не является обязательным) эта закрытая конструкция, имеющая форму шкафа, снабжена необходимыми устройствами контроля и управления различными органами, описание которых будет приведено далее (энергосистемы, гидравлические, электрические системы, системы подачи сжатого воздуха и жидкостей, необходимых для обеспечения работы вышеназванных органов).

На закрытой конструкции используется барабан, который устанавливается подвижно и вращается вокруг оси вращения; он размещается со стороны одной из стенок закрытой конструкции при помощи поворотного направляющего приспособления (кольцевой шариковой опоры).

В действительности данный барабан представляет собой механизм удержания штифта 6. Как это показано на фиг.1, барабан содержит штифт 6 (можно представить барабан с несколькими штифтами, расположенными на диаметрально противоположных сторонах, или один барабан, имеющий, по меньшей мере, три, четыре и более штифтов в зависимости от габаритов и производительности фильеры, которая размещается сверху). Внутри мотальной машины барабан позволяет перемещать штифт 6, предварительно освобожденный от груза и имеющий, по меньшей мере, одну пустую манжету (в контексте изобретения манжета представляет собой основание, изготовленное, например, из пластмассы или картона, предназначенное для приема бобины 8 с волокном), в положение наматывания и одновременно переводить другой штифт с наполненными манжетами в положение разгрузки путем поворота на 180° (безусловно, в том случае, если барабан содержит два штифта).

Штифт 6, жестко соединенный с барабаном, представляет собой вращающийся узел, который предназначен для наматывания волокна на манжету, предварительно установленную на штифте 6. Такое наматывание осуществляется относительно первой оси вращения, которая практически параллельна оси вращения барабана.

На фиг.1 изображен другой основной элемент в процессе наматывания. Речь идет об устройстве расположения и подачи волокна на штифт, которое обычно называется устройством набора нитей накрест, обозначенное цифрой 5.

В примере, детально показанном на фиг.2 и 3, данное устройство набора нитей накрест 5 содержит, по меньшей мере, один кулачок 9 цилиндрической формы с канавкой, обеспечивающий выполнение возвратно-поступательных движений одного или нескольких нитеводителей 4, продольное перемещение которых совершается между двумя планками 2, расположенными параллельно оси кулачка 9. Кулачок 9 приводится во вращательное движение посредством двигателя 11 и путем использования механического привода 17 и постоянно поливается из форсунок 3 жидкостью, используемой для его очистки.

Согласно варианту, показанному на фигурах чертежей, речь может идти и о бегунке, меняющем свое положение в рамках кольцевого желобка, при этом бегунок перемещается линейно относительно второй оси, практически параллельной оси вращения штифта 6.

Независимо от способа применения устройство набора нитей накрест 5 может приближаться или удаляться от внешней периферийной поверхности бобины в процессе наматывания волокна на последнюю, в частности путем вращения вокруг оси шарнира, при этом данная ось служит связующей точкой между рамой мотальной машины и устройством набора нитей накрест.

На фиг.4 и 5 в схематичном плане показано устройство набора нитей накрест 5 согласно настоящему изобретению. Устройство имеет две части (первую 12 и вторую 13), при этом эти обе части 12 и 13 взаимодействуют друг с другом посредством дополнительных направляющих приспособлений. В данном примере направляющие приспособления в первой части 12 устройства набора нитей накрест 5 имеют форму, по меньшей мере, рельса, скользящего внутри, по меньшей мере, паза, выполненного во второй части 13 устройства набора нитей накрест.

Имеется возможность использовать вариант направляющего приспособления между первой и второй частями устройства набора нитей накрест и даже предусмотреть другие аналогичные типы направляющих приспособлений между этими двумя частями, обеспечивающих перемещение второй части относительно первой части устройства набора нитей накрест. В данном примере речь идет о продольном перемещении, которое позволяет разъединить вторую и первую части.

Как это показано на фиг.4, две части соединены, и устройство набора нитей накрест находится в рабочем положении, соответствующем в действительности этапу наматывания по меньшей мере волокна на периферийную поверхность бобины. В контексте изобретения, находясь в рабочем положении, направляющие приспособления «свободны». В данном положении направляющие приспособления не несут на себе ничего, края двух частей устройства набора нитей накрест удерживаются в состоянии покоя при помощи фиксирующих поверхностей, представляющих собой несущие нагрузку поверхности, через которые передаются усилия.

Как это показано на фиг.5, две части перемещаются относительно друг друга, при этом устройство набора нитей накрест находится в процессе демонтажа в связи с его заменой или проведением технического обслуживания. В данном положении направляющие приспособления активно задействуются и несут на себе нагрузку второй части в процессе всего демонтажа (относительные перемещения между двумя частями устройства набора нитей накрест).

Техническому обслуживанию могут подлежать, в частности, нитеводители 4, которые быстро изнашиваются, форсунки 3, способные засориться, приводы 16, 17, которые ломаются, а также кулачок 9 и наматываемые материалы, которые могут загрязниться или износиться, несмотря на проводимые операции по их очистке, и реже двигатель 11, который тоже может сломаться.

Вторая часть 12 устройства набора нитей накрест соответствует съемному заменяемому элементу, при этом ее использование, возможно, отличается от применения другой части.

Кроме того, для облегчения выполнения операций по монтажу и демонтажу предусмотрено, что общий вес данного элемента будет меньше значений, определенных в действующих нормативных документах по грузам, поднимаемым оператором. При этом в данном элементе отсутствуют стыковочное соединение с водой 15 и соединительная муфта 16 механического привода передачи вращательного движения от двигателя, которые заменены автоматическим соединением, которое обеспечивается при помощи, с одной стороны, автоматических водонепроницаемых соединительных устройств и, с другой стороны, систем непосредственного зацепления посредством кулачковой сцепной муфты для механического соединения.

Изобретение, описание которого приведено выше, имеет много преимуществ. В частности, оно позволяет сократить время проведения технического обслуживания механизмов устройства набора нитей накрест путем их замены силами одного человека, не меняя рабочего положения мотальной машины и используя несложные инструменты.

Изобретение заключается в усовершенствовании сменного устройства по набору нитей накрест, обеспечивающего вытягивание и наматывание волокон, производимых из органических и неорганических веществ, в частности из стекла. Устройство набора нитей накрест, выполненное с возможностью приближаться или удаляться от внешней поверхности бобины, содержит, по меньшей мере, первую часть, соединенную с элементом рамы мотальной машины, и, по меньшей мере, вторую часть, содержащую направляющие приспособления и устройства извлечения, по меньшей мере, одного волокна. Первая и вторая части соединены между собой таким образом, что вторая часть занимает первое рабочее положение, в котором волокно может извлекаться в виде бобины, и второе положение, в котором вторая часть отделяется от первой части, что соответствует этапу технического обслуживания второй части. Вторая часть является сменной. Направляющие приспособления содержат с одной стороны на уровне первой части, по меньшей мере, один выступающий рельс и с другой стороны на уровне второй части, по меньшей мере, один паз, предназначенный для взаимодействия с вышеназванным рельсом. Достигается упрощение в обслуживании устройства. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство набора нитей накрест (5), выполненное с возможностью приближаться или удаляться от внешней поверхности бобины (1), отличающееся тем, что оно включает в себя, по меньшей мере, первую часть (13), соединенную с элементом рамы мотальной машины (1), и, по меньшей мере, вторую часть (12), содержащую направляющие приспособления и устройства извлечения, по меньшей мере, одного волокна (7), при этом вышеназванные первая (13) и вторая (12) части соединены между собой таким образом, что вторая часть (12) занимает первое рабочее положение, в котором волокно может извлекаться в виде бобины, и второе положение, в котором вторая часть (12) отделяется от первой части (13), что соответствует этапу технического обслуживания второй части (12), при этом вторая часть (12) является сменной, причем направляющие приспособления содержат, с одной стороны на уровне первой части (13), по меньшей мере, один выступающий рельс и с другой стороны на уровне второй части (12), по меньшей мере, один паз, предназначенный для взаимодействия с вышеназванным рельсом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая часть (13) и вторая часть (12) содержат дополнительные направляющие приспособления, которые позволяют выполнять относительные перемещения между первым положением и вторым положением второй части (12).

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что первая (13) и вторая (12) части содержат средства блокировки (14), предназначенные для освобождения направляющих приспособлений, когда вторая часть (12) устройства набора нитей накрест находится в рабочем положении.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что вторая часть (12) содержит, по меньшей мере, один кулачок (9) цилиндрической формы с канавкой, который обеспечивает выполнение возвратно-поступательных движений одного или нескольких нитеводителей (4), при этом последние направляются для совершения продольных перемещений между двумя планками (2), расположенными параллельно оси кулачка.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вторая часть (12) содержит, по меньшей мере, один кулачок (9) цилиндрической формы с канавкой, который обеспечивает выполнение возвратно-поступательных движений одного или нескольких нитеводителей (4), при этом последние направляются для совершения продольных перемещений между двумя планками (2), расположенными параллельно оси кулачка.

6. Устройство по любому из пп.1, 2 и 5, отличающееся тем, что и первая (13), и вторая (12) части содержат средства механического сцепления (16), позволяющие привести в движение вышеназванный кулачок (9), а также средства соединения (15) жидкости, используемой для очистки вышеназванного кулачка (5) и/или нитеводителей (4).

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что и первая (13), и вторая (12) части содержат средства механического сцепления (16), позволяющие привести в движение вышеназванный кулачок (9), а также средства соединения (15) жидкости, используемой для очистки вышеназванного кулачка (5) и/или нитеводителей (4).

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что и первая (13), и вторая (12) части содержат средства механического сцепления (16), позволяющие привести в движение вышеназванный кулачок (9), а также средства соединения (15) жидкости, используемой для очистки вышеназванного кулачка (5) и/или нитеводителей (4).

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средства (15), обеспечивающие применение жидкости для очистки, закрываются, когда вторая часть (12) устройства набора нитей накрест (5) отсоединяется от первой части (13).

10. Устройство по одному из пп.7 или 8, отличающееся тем, что средства (15), обеспечивающие применение жидкости для очистки, закрываются, когда вторая часть (12) устройства набора нитей накрест (5) отсоединяется от первой части (13).