Компенсатор кратковременных изменений натяжения ленты из жгутов

Полезная модель относится к устройствам регулирования натяжения ленты из жгутов армирующих волокон при производстве изделий из композиционных материалов методом мокрой намотки.
Для получения высокопрочных оболочек из композиционных материалов одним из условий является обеспечение равномерного распределения полимерного связующего вещества вдоль армирующих волокон. Обеспечивать такое распределение возможно только на стадии пропитки армирующего наполнителя с учетом обеспечения заданного натяжения ленты из жгутов при прохождении формирующего тракта и нанесении на вращаемую оправку в зависимости от режимов намотки, вязкости и температурного состояния полимерного связующего вещества, а также в зависимости от режимов термоотверждения.
В процессе пропитки лента из жгутов огибает пропиточный барабан по касательной, за счет сил трения, заставляя его вращаться вокруг оси. При резком изменении силы натяжения ленты из жгутов происходит ее проскальзывание по пропиточному барабану, это приводит к неравномерной пропитке ее связующим веществом.
Известна установка для изготовления трубчатых изделий из композиционного материала, снабженная компенсатором натяжения ленты, состоящим из подпружиненного качающегося на оси рычага, свободный конец которого снабжен ребристым валиком (патент RU 2209731 С2 от 19.02.2001 г. опубликовано 10.08.2003 г.)
Известно также устройство для изготовления изделий из композиционных материалов методом намотки, снабженное компенсатором кратковременных изменений натяжения ленты, выполненным в виде параллельных роликов, концы которых закреплены в двух дисках с осями для их крепления, одна из которых соединена через спиральную пружину с корпусом компенсатора (патент RU 2322350 С2 от 02.05.2006 г. опубликовано 20.04.2008 г. бюл. №11)
Вышеперечисленные компенсаторы натяжения ленты из жгутов работают по принципу, при равномерном натяжении ленты из жгутов момент силы от натяжения ленты из жгутов уравновешивается моментом силы создаваемой пружиной, а при кратковременном изменении натяжения ленты из жгутов момент силы пружины стремится вернуть систему к равновесию тем самым компенсировать кратковременные изменения натяжения ленты из жгутов.
Недостатком таких компенсаторов натяжения ленты из жгутов является то, что они не могут синхронно компенсировать кратковременные изменения ленты из жгутов до и после прохождения пропиточного барабана в пропиточном устройстве.
Технической задачей является создание устройства с повышенной точностью регулирования натяжения движущейся ленты из жгутов в пропиточном устройстве и улучшение качества ее пропитки связующим веществом.
Техническим результатом от использования полезной модели является повышение точности регулирования натяжения движущейся ленты из жгутов и улучшение ее качества пропитки связующим веществом, а также качество и прочность изделий из нее производимых.
Технический результат достигается следующим образом. В ходе пропитки связующим веществом движущаяся лента из жгутов проходит через пропиточное устройство с барабаном, частично погруженным в связующее вещество пропиточной ванны. Регулировка наноса связующего вещества на пропиточный барабан осуществляется ножом за счет изменения зазора «нож-барабан».
Для предотвращения проскальзывания ленты из жгутов по пропиточному барабану в пропиточное устройство устанавливаем компенсатор кратковременных изменений натяжения ленты из жгутов, состоящий из пропиточного барабана соосно с которым по его торцам устанавливаются двуплечие составные рычаги, концы плеч которых соединены двумя лентопроводниками.
Регулировка угла охвата лентой из жгутов пропиточного барабана осуществляется за счет изменения угла между плечами составных рычагов с лентопроводниками.
Изменения размера плеч рычагов позволяет расширить диапазон регулирования натяжения ленты из жгутов.
При равномерном движении ленты из жгутов сумма моментов сил действующих на лентопроводники, равна нулю (т.е. система находится в равновесии). При любом изменении силы натяжения ленты из жгутов на одном из лентопроводников система выходит из положения равновесия и за счет поворота двуплечих рычагов вокруг своей оси изменяет силу натяжения ленты из жгутов на противоположном лентопроводнике, тем самым стремится уравновесить моменты сил обеих лентопроводников компенсатора, не давая проскальзывать ленте из жгутов по пропитывающему барабану.
Это техническое решение позволяет повысить точность регулирования натяжения ленты из жгутов армирующих волокон и улучшить качество ее пропитки связующим веществом и как следствие, повышает качество и прочность изделий, производимых методом мокрой намотки.
Новое техническое решение является результатом научно-исследовательской работы и экспериментальных исследований без использования стандартов или рекомендаций в данной области техники, получено творческим путем, соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Данная полезная модель поясняется чертежом и кратким его описанием:
На фиг. 1 представлен компенсатор кратковременных изменений натяжения ленты из жгутов в пропиточном узле.
Компенсатор кратковременных изменений натяжения ленты из жгутов (1) встроен в пропиточное устройство, состоящее из ванны (2) со связующим веществом (3), пропиточного барабана (4) частично погруженного в связующее вещество (3), при его вращении часть связующего вещества (3) налипает на пропиточный барабан (4), толщина слоя связующего вещества, налипшего на пропиточный барабан (4), регулируется ножом (5), установленным перед зоной пропитки за счет изменения зазора «нож-барабан». В ходе пропитки лента из жгутов (1) проходит между двумя лентопроводниками (6), огибая верхнюю часть пропиточного барабана (4). Лентопроводники (6) размещены на концах плеч (7) двуплечих составных рычагов, расположенных соосно с пропиточным барабаном (4) на его торцах. Угол охвата (8) лентой из жгутов (1) пропиточного барабана (4) регулируется за счет изменения угла (9) между плечами двуплечих составных рычагов.
Изменение размеров плеч двуплечих составных рычагов (7) (за счет выдвижной их части (10)), позволяет расширить диапазон регулирования натяжения ленты из жгутов (1).
Компенсатор кратковременных изменений натяжение ленты из жгутов работает следующим образом.
При равномерном движении ленты из жгутов (1) в пропиточном устройстве сумма моментов сил действующих на лентопроводники (6) равна нулю (т.е. система находится в равновесии). При любом изменении силы натяжения ленты из жгутов (1) на одном из лентопроводников (6) система выходит из положения равновесия и за счет поворота двуплечих составных рычагов (7) вокруг своей оси изменяет силу натяжения ленты из жгутов (1) на противоположном лентопроводнике (6), тем самым стремится уравновесить моменты сил обеих лентопроводников (6) компенсатора не давая проскальзывать ленте из жгутов (1) по пропитывающему барабану (4).
При изменении положения двуплечих составных рычагов (7) относительно оси вращения, угол охвата (8) ленты из жгутов (1) пропиточного барабана (4) остается постоянным.
Регулировка угла охвата (8) лентой из жгутов (1) пропиточного барабана (4) осуществляется за счет изменения угла (9) между плечами составных рычагов (7) с лентопроводниками (6).
Изменение размера плеч двуплечих составных рычагов (7) за счет выдвижной части (10) позволяет расширить диапазон регулирования натяжения ленты из жгутов.
Использование устройства компенсации кратковременных изменений натяжения ленты из жгутов (1) в реальных условиях производства показало положительные результаты. Оно может работать как в пропиточном узле так и в любом месте лентопроводного тракта.
Таким образом, новое техническое решение эффективно воспроизводится промышленным путем, подтверждает новый технический результат по сравнению с известным уровнем техники, соответствует критерию «промышленное применение».