устройство для контроля толщины полосового полимерного материала на разнотолщинность по поперечному сечению и соответствие регламентной норме

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины полосового полимерного материала на разнотолщинность по поперечному сечению и соответствие регламентной норме, содержащее спаренные друг относительно друга пустотелые камеры, в рабочих поверхностях которых выполнены цилиндрические питающие карманы, между карманами в плитах выполнены эвакуационные каналы, отличающееся тем, что цилиндрические питающие карманы равномерно расположены в вершинах равносторонних треугольников, причем соосно с каждым карманом в рабочей поверхности плит выполнена кольцевая измерительная полость с входной газопроницаемой пористой перегородкой, выполняющей функцию компенсатора, гасящего возможные пульсации воздуха в полости и обеспечивающего постоянство давления по всему объему, и системой измерительных приборов давления, соответствующие контурные срезы карманов и полостей расположены на единой плоскости плит.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке полимерного материала и может быть использовано для измерения толщины полосового материала (например, обрезиненного кордного полотна).

Известно устройство для измерения толщины полосового материала, содержащее две пустотелые камеры. В рабочих поверхностях камер выполнены питающие отверстия. Фиксирующие плиты позволяют регулировать зазор между пустотелыми камерами и полимерным материалом (А.с. №1426841, кл. В 29 D 30/52).

Недостатком этого устройства является невозможность контроля давления в газосмазочном слое. Кроме того, имеет место деформационное воздействие струй газа на полимерный материал. Отсутствие отвода воздуха из периферийных зон устройства затрудняет анализ гидродинамической обстановки в газосмазочных прослойках.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является устройство для измерения толщины полосового материала, содержащее расположенные в шахматном порядке прямоугольные питающие карманы с системой контролирующих приборов давления. На рабочих поверхностях плит карманы идентичны, причем соответствующие контурные срезы карманов лежат на единых продольных и поперечных линиях. Между карманами в поперечном направлении движения полосового полимерного материала в плитах выполнены сквозные эвакуационные каналы (положительное решение на выдачу патента по заявке №2003112063/28 от 24.04.03).

К недостаткам известного технического решения относится сложность обеспечения объективности показаний контролирующих приборов. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что в полостях прямоугольных карманов истечение воздуха по периметру происходит неравномерно с возникновением области вакууметрического (отрицательного) давления, что не позволяет обеспечить точного и объективного идентифицирования толщины контролируемого полотна по измеряемому значению давления в кармане (Сырицын Л.М., Чемеринский В.Б., Власов Г.Я. Математическое моделирование гидродинамических процессов в рабочей зоне датчика контроля толщины обрезиненного кордного полотна. - Сб. докладов XI Международной конференции «Резиновая промышленность. Сырье, материалы, технологии». М.: НТЦ "НИИШП", 2005 г., с.133-135).

Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля толщины полосового полимерного материала.

Для достижения технического результата устройство для контроля толщины полосового полимерного материала на разнотолщинность по поперечному сечению и соответствие регламентной норме для измерения толщины полосового полимерного материала содержит спаренные друг относительно друга пустотелые камеры, в рабочих поверхностях которых выполнены цилиндрические питающие карманы, а между карманами в плитах выполнены эвакуационные каналы. При этом цилиндрические питающие карманы равномерно расположены в вершинах равносторонних треугольников, причем соосно с каждым карманом в рабочей поверхности плит выполнена кольцевая (окружная) измерительная полость с системой измерительных приборов давления и входной газопроницаемой пористой перегородкой. Газопроницаемая пористая перегородка выполняет функцию компенсатора, гасящего возможные пульсации воздуха в полости и обеспечивающего постоянство давления по всему объему измерительной полости. Соответствующие контурные срезы карманов и полостей расположены на единой плоскости плит.

На фиг.1 изображен продольный разрез; на фиг.2 - выносное сечение фиг.1; на фиг.3 - устройство в работе с контролируемым кордным полотном.

Устройство для измерения толщины полосового полимерного материала содержит парные плиты 1 и 2 с соответствующими полостями 3 и 4, которые закреплены между жесткими стойками 5, при этом образуя плоскощелевой параллельный зазор 6. На рабочих поверхностях парных плит 1 и 2 равномерно в вершинах равносторонних треугольников расположены цилиндрические питающие карманы 7, которые сообщены посредством цилиндрических, соосных отверстий 8 с полостями плит 1 и 2. Соосно с каждым цилиндрическим питающим карманом 7 и вокруг него в рабочей поверхности плит 1 и 2 выполнены кольцевые измерительные полости 9. Кольцевые полости 9 соединены с системой измерительных приборов и снаружи закрыты кольцеобразными, газопроницаемыми пористыми перегородками 10. Контурные срезы цилиндрических карманов 7 и кольцевых измерительных полостей 9 лежат на общих плоскостях соответствующих плит 1 и 2. Между цилиндрическими питающими карманами 7 в поперечном и продольном направлениях в плитах 1 и 2 выполнены сквозные эвакуационные каналы 11, которые организуют отвод отработанного воздуха в окружающую среду. Фиксирующий механизм (на фиг. не показан) позволяет установить определенную высоту плоскощелевого зазора между плитами 1 и 2. Для исключения возможного контакта полосового полимерного материала с ребрами граней входного и выходного контура грани парных плит могут быть выполнены с закруглениями.

Устройство работает следующим образом.

Полосовой полимерный материал, например обрезиненное кордное полотно 12, протягивается в зазор между плитами 1 и 2. В этот момент в полости плит нагнетается сжатый редуцированный воздух с постоянным значением расхода. Воздух, пройдя через отверстия 8 в цилиндрические питающие карманы 7 и далее, образует слои газовой смазки 13 и 14 между соответствующими поверхностями кордного полотна 12 и рабочими плоскостями плит 1 и 2. При этом обрезиненное кордное полотно бесконтактно (в механическом понимании смысла) скользит вдоль рабочих поверхностей плит 1 и 2 в зазоре 6 по слоям газовой смазки.

Поскольку карманы выполнены цилиндрическими, соединительные отверстия 8 соосны, а сами питающие карманы 7 расположены в вершинах воображаемых равносторонних треугольников, образование градиентных течений воздуха в газосмазочных слоях исключено. Такое конструкционное оформление питающих элементов и топография их размещения обеспечивает равные условия истечения воздуха вначале к «омываемым» поверхностям контролируемого полотна, а затем в эвакуационные каналы. При этом наличие эвакуационных каналов 11 позволяет организовать беспрепятственный отвод воздуха из области измерения в окружающую среду. С помощью исполнительного механизма (например, реечной пары (на фиг. не показан)) на жестких стойках 5 устанавливают такое расстояние в плоскопараллельном щелевом зазоре 6 между плитами 1 и 2, которое обеспечивает максимальную чувствительность регистрации давления воздуха в измерительных полостях 9 цилиндрических карманов 7.

Поскольку кольцевые измерительные полости 9 снаружи закрыты перегородками 10 из газопроницаемого материала, например металлокерамики, то сжатый воздух беспрепятственно и равномерно заполняет объем полости. Пористый материал выполняет функцию компенсатора, гасящего возможные пульсации воздуха в полости и обеспечивающего постоянство давления по всему объему, т.е. образования областей высокого давления переменной величины. Тем самым гарантируется объективность и достоверность измерения давления. Расположение цилиндрических карманов 7 в вершинах образного равностороннего треугольника, когда срезы карманов находятся в общей плоскости, также обеспечивает съем объективной информации о величине давления в измерительной полости каждого кармана по всей поверхности кордного полотна 12.

Если кордное полотно 12 сохраняет заданную равнотолщинность, то живое сечение газовой прослойки пневмосистемы имеет фиксированную площадь. В этом случае величина давления в каждой соответствующей паре кольцевых измерительных полостей 9 цилиндрических карманов 7 идентифицирует заранее известное (регламентное) значение толщины кордного полотна.

Если есть расхождение показаний давления в измерительных полостях 9 цилиндрических карманов 7, то движущийся обрезиненный корд 12 в окрестности соответствующей полости 9 верхней и нижней плиты 1 и 2 имеет отклонение от нормативного (регламентного) значения толщины. Если отклонений нет, то показания давлений в каждой измерительной полости 9 цилиндрических карманов 7 коммутируются и сравниваются с нормативно допустимой толщиной кордного полотна.

Фактор разнотолщинности полотна по длине и ширине приводит к варьированию величины живого сечения в газовой прослойке, что, в свою очередь, предопределяет перераспределение и изменение давления в измерительных полостях цилиндрических карманов. Таким образом, при отклонении толщины кордного полотна в меньшую сторону величина живого сечения увеличивается, приводя к падению давления в измерительных полостях. И наоборот, увеличение толщины полотна способствует одновременному уменьшению проходного сечения в слое газовой смазки и росту давления в пневмостатичных измерительных полостях 9.

В ходе измерения давления сигнал от датчиков давления, расположенных в кольцевых измерительных полостях, поступает на исполнительные устройства регулирования зазора между валками вальцев обрезинивания поточной кордной линии. Таким образом, происходит постоянная корректировка необходимой толщины обрезиненного кордного полотна.

После прохождения батареи охлаждающих барабанов и компенсатора кордной линии готовый полосовой материал закатывается в рулоны.

Кроме измерительно-контролирующих функций разработанное устройство выполняет функцию газовой опоры, в которой бесконтактно (в механическом понимании смысла) происходит гашение возможных вибраций обрезиненного кордного полотна при межоперационном транспортировании.

Предложенное техническое решение позволит без остановки технологического цикла в кинематическом режиме оперативно осуществлять контроль толщины обрезиненного корда по двум категориям:

- соответствие толщины кордного полотна регламентной норме;

- контроль разнотолщинности кордного полотна по поперечному сечению.

При этом имеет место возможность автоматизированного, оперативного вмешательства в комплекс регулировочных (настраивающих) мероприятий валкового оборудования и маркировки отбракованного полуфабриката.