Устройство для измерения натяжения волокон Советский патент 1983 года по МПК C03B37/12 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности.к оборудованию заводов сте;Клянного волокна, и может быть испо льзовано -для измерения натяжения волокон, преимущественно стеклянных, в процессе производства. Известно устройство для измерения натяженияИ трения волокна, состоящее из легкосъемного рычага, свободно вращающегося в подшипниках , к концу правого пле.ча рычага подвешена уравновешивающая цепь, второй конец которой -наматывается диск, поворачивающийся от руки. По углу поворота диска судят о величи не суммы сил, сос.тоящей из натяжен и трения волокна. Левый конец рыча снабжен вращающимся в подшипниках роликом, на котором неподвижно зак реплен маятник со стрелкой.- По величине отклонения маятника судят о силе трения 1. Однако отсутствие возможности г прямого раздельного измерения сил трения и натяжения волокна и отсут ствие возможности исследования динамических характеристик процесса получения стекловолокна из-за орав нительнобольшой массы подвижных jдеталей устройства, а также необходимость ручной балансировки пр бора при каждом измерении позволяют использовать указанное устройст во только .в рамках лабораторных исследований для определения средних значений натяжения волокна. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения натяжения волокон в процессе произ водства, включающее плиту с закреп ленными на ней упругим; элементом с преобразователями. Монтируется уст ройство на установке по производству стекловолокна между нитесборником и раскладчиком. Принцип работы устройства основан на том, что сфор мированная из волокон стеклонить заправляется в нитепроводники и, изменив в результате этого свою траекторию, оказывает давление на упругий элемент и изгибает его. Деформация упругого элемента превраща ется преобразователями в электрический сигнал, величина которого и характеризует суммарное натяжение состоящее из усилия вытягивания и силы трения волокон о нитесборник Данное устройство может быть ис льзовано в производстве стекловолокна и позволяет исследовать суммарное натяжение волокон в динамике за счет сравнительно малой масс его подвижных деталей и наличия преобразователей. Указанное устройство не обеспечивает раздельный контроль усилия вытягивания и силы трения, необходимого для быстрого обнаружения причин нарушения процесса и улучшения качества стеклонити. Кроме того, использование этого устройства приводит JS необходимости дополнительного контакт а; стекловолокон с его нитепроводниками, что отрицательно сказывается на качестве стеклонити -и является одной из причин, нарушающих устойчивость процесса. Цель изобретения - повышение производительности труда и улучшение качества нити. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения натяжения волокон, преимущественно стеклянных, в процессе производства, включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователями, снабжено рычагом, жестко закрепленным -на упругэм элементе, нитесборником и прямоугольной пластиной, жестко акреплэнными соответственно на концах рлчага, причем одна из меньших сторон пластины пара|Плельна продольной оси рычага, а одна из больших сторон выполнена с радиусом кривиз,ны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага с упругим элементом. На фиг. 1 1 оказано предлагаемое стройство, общий вид; на фиг. 2 схематичное расположение устройства на технологической линии по производству стекловолокна. Устройство включает плиту 1 с кронштейнами 2 и 3. На кронштейне 2 закреплены преобразователи 4 и 5, включающие, например, фотоэлементы 6. Преобразователи 4 и 5 предназначены для получения на выходе устройства электрических сигналов, напряжения и и 1/2 которых характеризуют величины сил натяжения и трения волокон соответственно. На кронштейне 3, имеющем сквозное отверстие 7, жестко закре.плен по периферии отверстия 7 упругий элемент 8, выполненный, например, в виде мембраны и предназначенный для возврата жестко закрепленного на нем рычага 9 в исходное положение..На одном конце рычага 9 жестко установлен нитесборник 10, предназначенный для передачи рычагу сил натяжения и трения, контактирующих с ним в процессе получения волокон. Кроме того, нитесборник 10 предназначен для формирования стеклонити из волокон. На другом конце рычага 9 жестко закреплена светонепроницаемая прямоугольная пластина 11, у которой одна сторона 12 параллельна продольной оси рычага 9, а другая сторона 13 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким образом, что нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычга с упругим элементом.

Светонепроницаемая прямоугольная пластина 11 предназначена для изменения количества света, поступающего на фотоэлементы 6 и расположена между фотоэлементами и источниками света. Плита 1 и закрепленные на ней детали защищаются водоохлаждающим кожухом 14. Устройство монтируется на технологической линии таким образом, что продольная ось рычага располагается вблизи биссектрисы угла oi, образованного осью 15 симметрии стеклоплавильного сосуда 16 и сформированной из волокон 17 стеклонитью 18.

УСТРОЙСТВО оаботает следующим образом.

Стекловолокна 17, вытягиваемые из сосуда 16, покрываются замасливателем с помощью узла 19 и сформированные нитесборником 10 в стекло-, нить 18 наматываются на бобину вытягивающего узла 20. При этом волокна натянуты и испытывают трение в нитесборнике. Сила натяжения волокон 17 тоже воспринимается нитесборником 10, так какони огибают его и, следовательно,, оказывают нормальное давление на его поверхность. Давление волокон 17 действует вдоль оси рычага 9, так- как она практически совпадает с равнодействующей Р„ сил натяжения волокон, действу сядих нормально к nosepxlibcти нитесборника 10. В результате действия Р„ рычаг 9 перемещается по продольной оси и прогибает упругий элемент 8. Перемещение рычага 9 вдоль оси приводит.к перемещению светонепроницаемой прямоугольной пластины 11 относительно преобразователей 4 и 5. При этом происходит изменение количества света, падающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4, что вызывает изменение вызсодного напряжения U , характеризующего величину натяжения волокон, равную усилию их вытягивания. Изменения светового потока фотоэлемента 6 преобразователя 5 в этом случае не происходит, так как рабочая сторона 12 параллельна направлению перемещения, вызванного усилием вытягивания волокон F. На нитесборник 10 одновременно с усилием вытягивания воздействует и сила трения волокон Р„, направленная по . касательной к его поверхности и пратически перп« ндикулярно к продольной оси рычага. В результате воздействия на нитесборник 10 силы трения Р ррычаг 9 поворачивается вокруг поперечной оси, изгибая упругий

элемент 8 и перемещая светонепроницаемую пластину 11 относительно преобразователей 4 и 5. При этом изменяется только количество света, воздействующего на фотоэлемент б преобразователя 5, что приводит к изменению выходно.го напряжения U, характеризующего величину силы трения. Преобразователь 4 не реагирует на воздействие силы трения, так

0 как сторона 13 пластины 11 имеет постоянный радиус кривизны и расположена таким образом, что нормаль к ее поверхности проходит через место соединения рычага 9 с упруc гим элементом 8, в результате перемещение пластины 11 под воздействием силы трения не вызывает изменения количества света, попадающего на фотоэлемент 6 преобразователя 4. Таким образом осуществляется раз0 дельное изменение натяжения и трения волокон в процессе их производства. Изменение выходных напряжений преобразователей 4 и 5 может быть выведено на регистрирующие

5 или показывающие приборы 21 и 22, проградуированные в единицах силы, что позволит контролировать натяжение волокон, созданное усилием вытягивания, и силу трения в нитесбор0 нике непосредственно в процессе производства стекловолокна.

Повышение производительности труда устройство обеспечивает за . счет раздельного контроля в процесс се производства сил трения и на тяжения волокон, позволяющего оператору ускорить выявление причин волокон и во многих случаях предотвратить .обрыв. Кроме того, контроль натяжения волокон позволяет корректировать процесс по усилию вытягивания, что также увеличивает производительность за счет повышения устойчивости процесса и улучшает качество нити, сформированной

5 из волокон, за счет возможности более высокой степени стабилизации ее текса.

Сравнительно малые величины переQ мещения подвижных деталей устройства, составляющие десятые доли мил- . лиметра, и отсутствие трения скольжения и качения в соединениях деталей устройства позволяют использовать его для исследования динамических характеристик процесса получения стекловолокна.

Технико-экономический эффект от использования изобретения выража. ется в повышении производительнос0 ти. труда на 4-6% и улучшении качества стеклонити, формируемой из волокон .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ВОЛОКОН, преимущественно стеклянных, в процессе производств включающее плиту с закрепленными на ней упругим элементом и преобразователями, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда и улучшения качества нити, оно снабжено рычагом, жестко закрепленным на упругом элементе, нитесборником и прямоугольной пластиной, жестко закрепленными соответственно на концах рычага, причем одна из меньших сторон пластины параллельна продольной оси рычага , а одна из больошх сторон выполнена с радиусом кривизны, при котором нормаль к ее поверхности проходит через точку соединения рычага С Упругим элементом.