Способ изготовления светопроводящего кабеля и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B21C37/06 

73 В3 Ш TTTT TTTf 16 / /f/ /f/f/f fff ff f

Изобретение касается изготовления сварных труб малого диаметра для оболочек кабелей световодов.

Целью изобретения является повышение качества светопроводящего кабеля.

Сущность способа заключается в том. что для изготовления металлической трубы, служащей оболочкой кабеля используют металлическую ленту шириной 15-80 мм и толщиной 0,3-2,5 мм, причем предпочтительное соотношение между шириной и толщиной ленты составляет 15-50. Металлическую ленту перед местом сварки приводят в движение с возможностью регулирования.

В зоне сварки трубу охлаждают непосредственно за зоной сварки с обеспечением контакта охлаждающей жидкости с по меньшей мере 60% окружной поверхности (за исключением сварного шва).

Так как трубу в зоне сварки интенсивно охлаждают, то участок стенки, нагреваемый в результате приложения энергии сварки, ограничивается исключительно сварным швом. Предпочтительно охлаждать по меньшей мере 60% окружной поверхности трубы. Сварной шов нельзя охлаждать непосредственно охлаждающей жидкостью, так как возникает опасность возникновения дефектов сварки в сварном шве, например, в виде газовых пузырей. Охлаждение можно осуществлять посредством обрызгивания или, что является предпочтительным, посредством пропускания трубы через водяную ванну. Возможна также комбинация из обоих способов охлаждения.

Чтобы избежать установки дополнительного приводного агрегата перед местом сварки, ленту во время обрезки кромки приводят в движение согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Так как для обрезки кромки применяются так называемые роликовые ножницы, приводить в движение можно только один из роликов или оба ролика роликовых ножниц. При применении металлических лент большой толщинь необходимо, чтобы в процес се формования трубы из ленты сначала производили формовку краевых участков металлической ленты с целью обесп.ечения параллельности свариваемых торцовых поверхностей металлической ленты. Дляэтого целесообразно применять формовочные ролики.

Чтобы повысить производительность установки, целесообразно выполнять по меньшей мере один ролик приводным, а трубу после сварки подвергать вытяжке с целью уменьшения ее диаметра. При одинаковом соотношении диаметра и толщины

стенки трубы исходят из большей ширины ленты. В устройстве для осуществления способа кромкообрезное устройство состоит из роликовых ножниц, причем один из роликов

приводится в движение регулируемым электродвигателем постоянного тока, Первая формовочная секция представляет собой валковый инструмент, причем один из роликов приводится в движение регулируемым

0 двигателем постоянного тока. Непосредственно позади места сварки установлен бак для охлаждающей жидкости, через который проводят трубу, при этом уровень охлаждающей жидкости устанавливают таким образом, чтобы охлаждающая жидкость охватывала трубу на 60% ее окружности.

Для приведения в соответствие с различными размерами трубы бак для охлаждающей жидкости целесообразно выполнять с

0 возможностью регулирования его по высоте. Бак снабжен крышкой, на крыЩке установлен патрубок для присоединения бака к отсасывающему насосу, благодаря этому в пространстве над охлаждающей жидкостью

5 создается разрежение, которое предотвращает проникновение пара охлаждающей жидкости в сварочное устройство, расположенное непосре ; 1 ственно перед баком для охлаждающей жидкости. Между сварочным

0 и съемным устройствами установлена кольцевая вытяжная матрица, которая служит для уменьшения диаметра трубы.

Благодаря применению нескольких электродов для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, сварочный ток можно распределить на сварной шов большой длины.

Изобретение наиболее эффективно может быть применено для производства оптических кабелей с металлической оболочкой, внутри которой помещают чувствительные лучевые волноводы. Соотношение между диаметром и толщиной стенки 5-30, В качестве материала применяется

5 металл, обладающий высокой электропроводностью, например медь или алюминий, а также сплавы этих металлов.

На фиг. 1 показано устройство, профильная.проекция; на фиг. 2-5 - то же, фраг0 менты; на фиг. 6 - электрический проводник.

С помощью питающего устройства 1с рулона сматывают- алюминиевую ленту 2 шириной 25 мм и толщиной 1,1 мм. В мойке

5 3 ленту обезжиривают и очищают. В кромкообрезном устройстве 4 производится обрезка кромок, в результате которой ширина ленты уменьшается до 21 мм, что обеспечивает одинаковый диаметр шовной трубы на всем ее протяжении. Кроме того, на сварочное устройство поступают поверхности, свободные от окисей. По прохождении кромкообрезного устройства 4 лента 2 поступает в формовочное устройство 5, где в нескольких формовочных секциях из нее формируют шовную трубу 6. Первая формовочная секция представляет собой валковый инструмент, а последующие формовочные секции - выполненные в виде конуса трубы и расположенные за ними кольца. Перед первой формовочной секцией 7 в еще открытую трубную заготовку вкладывают лучевые волноводы 8,

За формовочным устройством 5 находится сварочное устройство 9, для сварки вольфрамовыми электродами 10-12 в среде инертного газа. Трубу 13 с заваренным швоМ непосредственно за сварочным устройством вводят в бак 14 с вбдой, где она охлаждается. После охлаждения трубу 13 протягивают через кольцевую вытяжную матрицу 15, котораяуменьшает наружный диаметр трубы 13, В качестве сьемного устройства предпочтительно используют.цанговое съемное устройство 16, состоящее из нескольких цанговых пар, захватывающих и вновь отпускающих трубу 13. Эти цанговые пары укреплены на бесконечной приводной цепи. Готовую шовную трубу 13 затем наматывают на барабан 17 для готовой продукции. При этом алюминиевую ленту 2 или шовную трубу 13 тянут через всю установку посредством усилий, исходящих от цангового съемного устройства 16.

При производстве толстостенных труб малого диаметра усилия деформации при обработке лент большой толщины настолько высоки, что малое поперечное сечение такой трубы оказывается недостаточным для передачи усилий, действующих перед зоной сварки, т.е..сварочного устройства 9, что может привести к разрыву трубы. Поэтому кромкообрезное устройство 4, а также первая формовочная секция 7 снабжены приводом, который обеспечивает металлической ленте 2 перед сварочным устройством 9 продвижение-вперед, компенсируя усилия, а охлаждающее устройство 14 способствует тому, что не все сечение трубы нагревается подаваемым сварочным током, так как нагревание ограничивается зоной сварного шва.

На фиг. 2 изображена профильная проекция кромкообрезного устройства 4, состоящего из двух роликов 18 и 19, между которыми пропускают алюминиевую ленту 2. Ролик 18 снабжен двумя режущими кромками 20 и 21, которые от ленты 2 отрезают боковые полосы 22 и 23, наматываемые в дальнейшем известным способом- Ролик 19

снабжен на одной стороне клиноременным шкивом 24. Через клиноременный шкив 24 и клиновой ремень 25 ролик 19 приводится в движение регулируемым двигателем 26 5 постоянного тока.

На фиг. 3 кромкообрезное устройство 4 изображено в направлении движения металлической ленты. На фиг. 4 первая формовочная секция 7 также представлена в

0 направлении движения ленты 2. Эти формовочная секция состоит из калибровочного ролика 27 и двух опорных роликов 28 и 29. Калибровочный ролик 27 имеет на концах закругления 30 и 31, радиус кривизны

5 которых соответствует радиусу кривизны шовной трубы 13. Наружная боковая поверхность опорных роликов 28 и 29 выполнена соответственно вогнутой. Выемка 32 в центре окружной поверхности калибровочного

0 ролика 27 создает возможность укладки в трубу лучевых волноводов 8 перед формовочным устройством 5. При прохождении металлической ленты 2 через первую формовочную секцию калибровочный ролик 27

5 и опорные ролики 28 и 29 сообщают краевым участкам 33 и 34 металлической ленты 2 требуемый изгиб. При сварке поверхности обрезанных краев металлической ленты 2 лежат параллельно одна другой, соприкасаясь на всем своем протяжении. При использовании толстых металлических лент это оптимальное положение недостижимо. В этом случае прибегают к скашиванию кромок после прохождения лентой кромкооб5 резного устройства (не показано).

Так как выгибание краевых участков 33 и 34 лент большой толщины при Малом радиусе кривизны требует приложения больших сил, калибровочный ролик 27 приводится в движение с помощью регулируемого двигателя 35 постоянного тока. Регулирование двигателей 26 и 35 осуществляется по приводной скорости цангового съемного устройства. Благодаря регулированию повышенной точности предотвращается рассогласование скоростей приводных роликов 18 и 27 и металлической ленты 2.

На фиг, 5 представлено сварочное устройство 9, а также присоединенное к нему охлаждающее устройство 14. В качестве сварочного устройство используется сйарочная горелка с тремя последовательно расположенными вольфрамовыми электродами 10-12. Подобное расположение электродов создает возможность распределения необходимой для сварки стенок большой толщины высокой силы тока на три электрода, в .результате чего возникает сварочная ванна продолговатой формы.

Далее труба 13 поступает в бак 36 с водой, снабженный питающей трубой 37 для подачи охлаждающей воды и перепускной трубой 38 для нагретой охлаждающей воды. Текущая по перепускной трубе 38 охлаждающая вода поступает во второй бак 39 с охлаждающей водой, из которого она в зависимости от температуры возвращается в бак 36 или стекает по перепускной трубе 40. В крышке бака 36 для охлаждающей воды имеется патрубок 41, к которому присоединен насос, создающий над охлаждающей жидкостью легкое разрежение. Благодаря этому предотвращается попадание водяного-пара через входное отверстие 42 в зону электродов 10-12.

Для охлаждения трубы 13 необходимо, чтобы как можно большая часть поверхности трубы вступала в контакт с охлаждающей водой, однако при этом необходимо следить за тем, чтобы сварной шов не соприкасался с водой. Для обеспечения точной установки зеркала охлаждающей воды бак 36 выполнен с возможностью регулирования его по высоте, а перепускную трубу 38 выполняют с возможностью регулирования по высоте. Бак 36 для охлаждающей воды расположен около электрода 12, чтобы труба 13 в зоне электродов 10-12 оптимально охлаждалась. Уровень воды устанавливают так, чтобы по меньшей мере 60% окружной поверхности трубы 13 было охвачено водой.

Электрический проводник состоит из толстостенной трубы 43, соединенной продольным сварным швом 44. Труба 43 выполнена из алюминия, толщина ее стенки равна 0,8 мм, диаметр 8 мм. Внутри трубы 43 находятся лучевые волноводы 45, которые расположены рядом на пленке 46. Эти пленочные ленты расположены одна над другой и все вместе скручены вокруг своей продольной оси, чтобы во время нагревания или охлаждения лучевые волноводы могли свободно расширяться или сжиматься.

Изобретение имеет большие преимущества, так как отсутствует опасность перегрева лучевых волноводов 45. При-такой форме исполнения труба 43 обладает высокими механическими свойствами, например прочностью при сжатии или прочностью при растяжении, и выполняет задачу питания током усилителей импульсов. Труба 43 может быть снабжена броней или покрытием из синтетического материала. В коаксиальном кабеле труба 43 служит в качестве внутреннего проводника и может быть окружена слоем синтетического материала и другим металлическим наружным проводником, кабели изготавливают практически бесконечной длины и обеспечивают высокий уровень механических свойств.

Формула изобретения

1.Способ изготовления светопроводящего кабеля, представляющего собой металлическую трубку с расположенными в ней световодами, при котором металлическую ленту непрерывно сматывают с катушки, обрезают ее продольные кромки,

0 постепенно формируют ленту в шлицевую трубу с подгибкой краевых участков в первой формовочной секции, состоящей из формовочных роликов, вводят в открытый шлиц трубы световоды, сваривают продольный шов на трубе и транспортируют сваренную трубу отводящим устройством, захватывающим трубу после участка сварки через технологическую установку, отличающийся тем, что, с целью повышения

0 качества светопроводящего кабеля, металлическую ленту изготавливают шириной 1580 мм, толщиной 0,3-2,5 мм и предпочтительным соотношением между шириной и толщиной 15-20, которую во время обрезки кромок при прохождении первой формовочной секции и перед зоной сварки приводят в движение регулируемым приводом, а околошовную зону сваренной трубы охлаждают непосредственно за зоной сварки жидкостью, осуществляя при этом контакт по меньшей мере 60% периметра трубы с жидкостью.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что трубу после сварки подвергают вы5 тяжке для уменьшения диаметра.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличаю щи йс я тем, что кромки ленты после обрезки скашивают.

4.Устройство для изготовления 0 светопроводящего кабеля, состоящее из

накопителя металлической ленты, кромкообрезного устройства, формовочного устройства для формирования трубы из металлической ленты, выполненного в виде

5 нескольких секций, сварочного устройства для сварки продольного шва трубы, а также съемного устройства, захватывающего трубу после сварки шва, отличающееся тем, что кромкообрезающее устройство выполнено в виде роликовых ножниц, один из роликов которых снабжен приводом от регулируемого электродвигателя постоянного тока, по меньшей мере первая формовочная секция выполнена в виде многовалкового

5 инструмента, по меньшей мере один из которых снабжен приводом от регулируемого электродвигателя постоянного тока, а за сварочным устройством установлен бак для охлаждающей жидкости с крышкой и отсасывающим насосом, на крышке бака установлен патрубок для присоединения отсасывающего насоса. 5.Устройство по п, 4, о т л и ч а ю щ ё ес я тем, что бак для охлаждающей жидкости установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. 6.Устройство по пп. 4 и 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что между баком для охлаждафае. ющей жидкости и сьемным устройством установлена кольцевая вытяжная матрица. 7. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю Щ в вс я тем, что сварочное устройство выполнено в виде многоэлектродной головки для сварки вольфрамовыми электродами в среде инертного газа.

Изобретение относится к способам изготовления свариыхтруб малого диаметра для оболочек кабелей световодов. Цель изобретения - повышение качества светопроводя- чцего кабеля. При изготовлении трубы (t) 13 из ленты 2 последнюю после мойки в уста^ новке 3 и обрезки кромок в установке 4 формуют в устройстве 5, сваривают в сварочном многодуговом устройстве 9 с защитной атмосферой, охлаждают в баке 14, редуцируют волочением в матрице 15 и сматывают в бунты. Дисковые ножницы кромкообразного устройства 4, валковый инструмент формовочного устройства приводят во-вращение регулируемым приводом - двигателями постоянного тока. Металлическую ленту-заготовку выбирают с оптимальным соотношением геометрических параметров, чтобы обеспечить высокие эксплуатационные свойства:кабеля и технологическую прочность Т 1:3 во время ее изготовления. Кроме того, с целью исключения искажения профиля и разрушения Т 13 последнюю охлаждают непосредственно за Зоной сварки с обеспечением контакта охлаждающей жидкоЬти с по меньшей мере 60% поверхности Т 13. Использование изобретения позволяет изготавливать высококачественные при укладке и эксплуатации глубоководные светопроводящие кабели. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

39

Фие,б