Пристрій для регулювання параметрів лінії безперервної вулканізації

Пристрій для регулювання швидкості параметрів лінії безперервної вулканізації, що містить перший і другий датчики температури, установлені ВІДПОВІДНО на вході й виході екструдера і з'єднані виходами зі входами ВІДПОВІДНО першого й другого масштабних блоків, третій датчик температури, встановлений у вулканізаційній камері і з'єднаний зі входом третього масштабного блока, четвертий датчик температури, встановлений у камері охолодження і з'єднаний зі входом четвертого масштабного блока, першу сіткову модель, перший, другий і третій входи якої з'єднані з виходами ВІДПОВІДНО першого, другого і третього масштабних блоків, другу сіткову модель, перший і другий входи якої з'єднані ВІДПОВІДНО з виходом четвертого масштабного блока й першим виходом першої сіткової моделі, перший блок визначення ступеня ву лканізацм, перший вхід якого з єднаний з другим виходом першої сіткової моделі, другий блок визначення ступеня вулканізації, перший вхід якого з'єднано з виходом другої сіткової моделі, блок керування, перший вихід якого з'єднано з четвертим входом першої сіткової моделі і другим входом першого блока визначення ступеня вулканізації, а другий вихід з'єднано з третім входом другої сіткової моделі і другим входом другого блока визначення ступеня вулканізації, суматор, перший і другий входи якого з'єднані з виходами ВІДПОВІДНО першого і другого блоків визначення ступеня вулканізації, а його вихід - з першим входом блока порівняння, вихід якого з'єднано зі входом блока керування і регулятора швидкості лінії, а також задатчик швидкості, вихід якого з'єднаний з другим входом блока порівняння, який відрізняється тим, що його оснащено регулятором тиску пари у вулканізаційній камері, блоком визначення мінімальної швидкості лінії і другим блоком порівняння, при цьому вхід блока визначення мінімальної швидкості виробу з'єднано з виходом третього масштабного блока, а його вихід - з першим входом другого блока порівняння, вихід якого з'єднано з регулятором тиску пари у вулканізаційній камері, а вихід першого блока порівняння з'єднано з другим входом другого блока порівняння ю Винахід належить до пристроїв для автоматизації виробничих процесів, зокрема, до пристроїв регулювання лінійної швидкості й температури виробів, і може бути використаний у виробництві екструзійним методом електричних кабелів з гумовим покриттям Ступінь вулканізації гумової оболонки електричних виробів - один з основних показників їхньої якості Забезпечення ж необхідного ступеня вулканізації гуми за умови заданого складу гумової суміші здійснюється необхідною температурою й часом вулканізації, а у випадку безперервної вулканізації і сталих розмірів вулканізаційної камери температурою й швидкістю руху виготовлюваного виробу Відомий пристрій для регулювання тривалості вулканізації гумових виробів, що містить датчики температури, установлені на вулканізаційній камері, блоки масштабування, сіткову модель виробу, блоки визначення ступеня вулканізації, селектор мінімального сигналу, а також блок порівняння поточних і заданого показників ступеня вулканізації (а с СРСР № 852622, МПКЗ В29Н5/24, заявл 18 10 1979, опубл 07 081981) Цей пристрій призначено для використання у вулканізаційних камерах періодичної дії, а отже, не може бути застосований для регулювання параметрів лінії безперервної вулканізації Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого винаходу є пристрій для регулювання швидкості лінії безперервної вулканізації, що містить перший і другий датчики температури, установлені, ВІДПОВІДНО, на вході й виході екструдера і з'єднані виходами зі входами, ВІДПОВІДНО, першого й другого масштабних блоків, третій датчик температури, встановлений у вулканізаційній камері і з'єднаний зі входом третього масштабного блока, четвертий датчик температури, встановле 42415 ний у камері охолодження і з єднаний зі входом четвертого масштабного блока, першу сіткову модель, перший, другий і третій входи якої з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого, другого і третього масштабних блоків, другу сіткову модель, перший і другий входи якої з'єднані, ВІДПОВІДНО, З ВИХОДОМ четвертого масштабного блока й першим виходом першої сіткової моделі, перший блок визначення ступеня вулканізації, перший вхід якого з'єднаний з другим виходом першої сіткової моделі, другий блок визначення ступеня вулканізації, перший вхід якого з'єднано з виходом другої сіткової моделі, блок керування, перший вихід якого з'єднано з четвертим входом першої сіткової моделі і другим входом першого блока визначення ступеня вулканізації, а другий вихід з'єднано з третім входом другої сіткової моделі і другим входом другого блока визначення ступеня вулканізації, суматор, перший і другий входи якого з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого і другого блоків визначення ступеня вулканізації, а його вихід - з першим входом блока порівняння, вихід якого з'єднано зі входом блока керування і регулятора швидкості лінії, а також задатчик швидкості, вихід якого з'єднаний з другим входом блока порівняння (патент України за заявкою № 99105803, МПК6 В29С47/00, заявл 25 10 1999, дата прийняття рішення про видачу патенту 22 06 2000) Цей пристрій забезпечує регулювання швидкості лінії безперервної вулканізації, наприклад, швидкості лінії для виготовлення кабельних виробів з гумовою ІЗОЛЯЦІЄЮ, проте його ефективність значно знижується під час виготовлення виробів, наприклад, кабелів, з потовщеним шаром гумового покриття Так лімітуючою стадією кабельної лінії безперервної дії звичайно є найповільніший процес вулканізації гумового покриття виробу, тому найбільшої продуктивності ця ЛІНІЯ досягає при максимально допустимій температурі вулканізації, тобто температурі насиченої водяної пари у вулканізаційній камері У зв'язку з цим перед пуском лінії регулятору швидкості лінії встановлюється завдання, що відповідає максимально допустимій для використовуваної марки гумової суміші температурі Проте при виготовленні кабелів з досить товстим покриттям з гумової суміші, яка має низьку теплопровідність, дуже часто у той час, коли зовнішня поверхня ІЗОЛЯЦІЙНОГО покриття вже досягла максимально допустимого ступеня вулканізації, внутрішні шари цього покриття ще не досягли необхідного ступеня (тобто не набули потрібних властивостей) Зменшення швидкості виробу при утриманні температури гріючої пари на постійному рівні призведе до перегрівання та перевулканізацм ЗОВНІШНІХ шарів покриття або навіть їх деструкції Для запобігання браку з цієї причини необхідно понизити температуру гріючої пари, що зменшить градієнт температури в радіальному напрямку покриття і, як наслідок, нагрів та вулканізація стануть більш рівномірними В основу винаходу покладено задачу вдосконалити пристрій для регулювання параметрів лінії безперервної вулканізації, в якому введення додаткових елементів і новий зв'язок їх між собою та іншими елементами пристрою забезпечило б регулювання тиску, а отже, температури насиченої водяної пари залежно від параметрів виробу (мар ки гумової суміші для покриття виробу та товщини цього покриття), що підвищило б якість виготовлюваного виробу Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для регулювання параметрів лінії безперервної вулканізації, що містить перший і другий датчики температури, установлені, ВІДПОВІДНО, на вході й виході екструдера і з'єднані виходами зі входами, ВІДПОВІДНО, першого й другого масштабних блоків, третій датчик температури, встановлений у вулканізаційній камері і з'єднаний зі входом третього масштабного блока, четвертий датчик температури, встановлений у камері охолодження і з'єднаний зі входом четвертого масштабного блока, першу сіткову модель, перший, другий і третій входи якої з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого, другого і третього масштабних блоків, другу сіткову модель, перший і другий входи якої з'єднані, ВІДПОВІДНО, з виходом четвертого масштабного блока й першим виходом першої сіткової моделі, перший блок визначення ступеня вулканізації, перший вхід якого з'єднаний з другим виходом першої сіткової моделі, другий блок визначення ступеня вулканізації, перший вхід якого з'єднано з виходом другої сіткової моделі, блок керування, перший вихід якого з'єднано з четвертим входом першої сіткової моделі і другим входом першого блока визначення ступеня вулканізації, а другий вихід з'єднано з третім входом другої сіткової моделі і другим входом другого блока визначення ступеня вулканізації, суматор, перший і другий входи якого з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого і другого блоків визначення ступеня вулканізації, а його вихід - з першим входом блока порівняння, вихід якого з'єднано зі входом блока керування і регулятора швидкості лінії, а також задатчик швидкості, вихід якого з'єднаний з другим входом блока порівняння, згідно з запропонованим винаходом, новим є те, що його оснащено регулятором тиску пари у вулканізаційній камері, блоком визначення мінімальної швидкості лінії і другим блоком порівняння, при цьому вхід блока визначення мінімальної швидкості лінії з'єднано з виходом третього масштабного блока, а його вихід - з першим входом другого блока порівняння, вихід якого з'єднано з регулятором тиску пари у вулканізаційній камері, а вихід першого блока порівняння з'єднано з другим входом другого блока порівняння Виконання пристрою із зазначеними ВІДМІТНИМИ ознаками забезпечує визначення мінімальної швидкості виробу для певного значення тиску (а отже, температури Тн) вулканізувального агента насиченої водяної пари Мінімальну швидкість виробу визначають за формулою Тн-Тв Wmin = L H x -2 10 , (1) max І_н - довжина вулканізаційної камери, X a - максимально допустимий час вулканізації mx зразка використовуваної гумової суміші при температурі випробування Тв Сигнал, який відповідає мінімальній швидкості лінії для певної температури Тн, з виходу блока визначення мінімальної швидкості лінії надходить 42415 на перший вхід другого блока порівняння, на другий вхід якого надходить сигнал з першого блока порівняння (останній сигнал відповідає поточному значенню швидкості виробу) У випадку співпадання обох вхідних сигналів другого блока порівняння або перевищенні сигналу на першому вході над сигналом на другому вході вихідний сигнал другого блока порівняння зменшується, що відповідає зменшенню завдання регулятору тиску пари у вулканізаційній камері Зменшення тиску (а отже, і температури) пари триватиме доти, поки поточна швидкість лінії не перевищить розрахункову мінімальну швидкість ЛІНИ Суть винаходу пояснюється функційною схемою пристрою (фіг) для регулювання швидкості виробу лінії безперервної вулканізації Пристрій містить перший 1 і другий 2 датчики температури, установлені, ВІДПОВІДНО, на вході й виході екструдера 3 для підготовки гумової суміші й формування виробу і з'єднані зі входами, ВІДПОВІДНО, першого 4 і другого 5 масштабних блоків, третій датчик температури 6, встановлений у вулканізаційній камері 7 і з'єднаний зі входом третього масштабного блока 8, четвертий датчик температури 9, встановлений у камері охолодження 10 і з'єднаний зі входом четвертого масштабного блока 11, першу сіткову модель 12, перший, другий і третій входи якої з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого 4, другого 5 і третього 8 масштабних блоків, другу сіткову модель 13, перший і другий входи якої з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, четвертого масштабного блока 11 і першим виходом першої сіткової моделі 12, перший блок визначення ступеня вулканізації 14 (під час нагрівання виробу насиченою водяною парою), перший вхід якого з'єднаний з другим виходом першої сіткової моделі 12, другий блок визначення ступеня вулканізації 15 (під час охолодження виробу проточною водою), перший вхід якого з'єднано з виходом другої сіткової моделі 13, блок керування 16, перший вихід якого з'єднано з четвертим входом першої сіткової моделі 12 і другим входом першого блока визначення ступеня вулканізації 14, а другий вихід з'єднано з третім входом другої сіткової моделі 13 і другим входом другого блока визначення ступеня вулканізації 15, суматор 17, перший і другий входи якого з'єднані з виходами, ВІДПОВІДНО, першого і другого блоків визначення ступеня вулканізації 14 і 15, а його вихід - з першим входом першого блока порівняння 18, вихід якого з'єднано зі входом блока керування 16 і регулятора швидкості лінії 19, а також задатчик швидкості 20, вихід якого з'єднаний з другим входом першого блока порівняння 18 Пристрій також споряджено регулятором тиску пари 21 у вулканізаційній камері 7, блоком визначення мінімальної швидкості лінії 22 і другим блоком порівняння 23, при цьому вхід блока визначення мінімальної швидкості лінії 22 з'єднано з виходом третього масштабного блока 8, а його вихід - з першим входом другого блока порівняння 23, вихід якого з'єднано з регулятором тиску пари 21 у вулканізаційній камері 7, а вихід першого блока порівняння 18 з'єднано з другим входом другого блока порівняння 23 Пристрій працює таким чином Від перших трьох датчиків температури 1, 2 і 6 через ВІДПОВІДНІ масштабні блоки 4, 5 і 8 сигнали безперервно надходять у першу сіткову модель 12 (для розрахунку температурного профілю виробу при його нагріванні), де вони використовуються як початкові умови та умови проведення процесу нагрівання виробу Від четвертого датчика температури 9 через масштабний блок 11 сигнал безперервно надходить у другу сіткову модель 13 (для розрахунку температурного профілю виробу при його охолодженні), де він використовується як умова проведення процесу охолодження виробу При цьому як початкові умови процесу охолодження використовуються сигнали, що надходять по багатоканальній лінії зв'язку від першої сіткової моделі 12 При роботі останньої на вхід першого блока визначення ступеня вулканізації 14 (під час нагрівання виробу) надходить сигнал, якій відповідає значенню температури розрахункової точки виробу при вулканізації При роботі другої сіткової моделі 13 на вхід другого блока визначення ступеня вулканізації 15 (під час охолодження виробу) надходить сигнал, який відповідає значенню температури розрахункової точки виробу при охолодженні Урахування додаткового ефекту вулканізації в камері охолодження 10, який може досягати 25-30% сумарного ефекту вулканізації, значно підвищує точність визначення ступеня вулканізації, а отже, забезпечує одержання продукції високої якості Роботою сіткових моделей 12 і 13 та блоків визначення ступеня вулканізації 14 і 15 керує блок керування 16, на вхід якого надходить сигнал, що відповідає поточному значенню швидкості виробу У початковий момент роботи пристрою блок керування 16 вмикає першу сіткову модель 12 і перший блок визначення ступеня вулканізації 14 Потім, враховуючи поточне значення швидкості виробу W, блок керування 16 визначає час нагрівання х н і час охолодження х0 розрахункової точки виробу за залежностями xH=LH/W, xo=Lo/W, Де І_о - довжина камери охолодження Через час х н блок керування 16 вимикає зазначені модель 12 і блок 14 і вмикає другу сіткову модель 13 і другий блок визначення ступеня вулканізації 15 При цьому на виході блока 14 формується сигнал, що відповідає ступеню вулканізації розрахункової точки при нагріванні Через час же хо блок керування 16 вимикає модель 13 і блок 15 і знову вмикає модель 12 і блок 14, і цикл повторюється При цьому на виході блока 15 формується сигнал, що відповідає ступеню вулканізації розрахункової точки при охолодженні і подається на перший вхід суматора 17 На другий вхід суматора 17 надходить сигнал від блока 14, а на виході суматора 17 формується сигнал, що відповідає сумарному ступеню вулканізації розрахункової точки виробу Цей сигнал порівнюється в блоці порівняння 18 з сигналом від задатчика швидкості 20 Якщо є розбіг між цими сигналами, то блок порівняння 18 ВІДПОВІДНИМ ЧИНОМ ЗМІНЮЄ СВІЙ ВИХІДНИЙ сигнал, який є завданням для регулятора швидкості 19 Таким чином, коригування швидкості лінії 42415 відбувається через проміжки часу, рівні часу нагрівання й часу охолодження розрахункової точки виробу Найбільшої продуктивності кабельна ЛІНІЯ безперервної вулканізації досягає при максимально допустимій температурі вулканізації (тобто температурі насиченої пари у вулканізаційній камері) Тому перед пуском лінії регулятору тиску пари 21 встановлюється завдання, що відповідає максимально допустимій температурі для використовуваної марки гумової суміші Для приведення температури насиченої водяної пари у ВІДПОВІДНІСТЬ з параметрами виготовлюваного виробу пристрій містить також блок визначення мінімальної швидкості виробу 22 і другий блок порівняння 23 3 виходу блока 22 на перший вхід другого блока порів няння 23 надходить сигнал, що відповідає мінімальній швидкості виробу Wmin, яка розраховується за залежністю (1) На другий вхід блока 23 від блока 18 надходить сигнал, що відповідає поточному значенню швидкості лінії W У випадку, коли зазначені ВХІДНІ сигнали співпадають або сигнал на першому вході перевищить сигнал на другому вході, вихідний сигнал блока 23 зменшується, що призведе до зменшення завдання регулятора тиску пари 21 Зменшення тиску (а отже, і температури) пари триватиме доти, поки поточна швидкість лінії не перевищить значення Wmm Запропонований пристрій забезпечує ефективну вулканізацію гумового покриття кабельних виробів незалежно від його товщини Фіг. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку _ 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22