СТАНОК ДЛЯ SZ-CКРУТКИ
SZ STRANDING MACHINE

Изобретение относится к станку для SZ-сборки/укладки шлангокабеля/силового шлангокабеля, содержащего множество длинномерных элементов, различающихся поперечным сечением, материалом, функцией и количеством.
Такими длинномерными элементами типично являются один или несколько из следующих традиционных компонентов шлангокабеля/силового шлангокабеля: силовые кабели для передачи электрической энергии большой величины, трубы для текучей среды с одинаковым или различным поперечным сечением, электрические провода для управления и т.п., световоды, наполнители в виде жестких длинномерных элементов, уложенных по меньшей мере частично вокруг других длинномерных элементов, таких как трубы для текучей среды, силовые кабели и провода/проводники, и между ними, и, возможно, один или несколько несущих элементов, расположенных заданным образом в поперечном сечении шлангокабеля или силового шлангокабеля, такие как стальной трос или угольные стержни, по отдельности или собранные в пучки. Однако некоторые элементы могут быть одинаковыми. Важно не то, из каких элементов собран шлангокабель, а то, каким образом осуществляется его сборка и какова конструкция станка для сборки шлангокабеля, что является предметом изобретения, которое обладает новизной и изобретательским уровнем.
Соответственно, изобретение также относится к способу SZ-сборки/укладки шлангокабеля/силового шлангокабеля с использованием указанного выше станка.
Хорошо испытанный станок, который долгое время использовался для сборки классических шлангокабелей, т.е. спирально скрученных вокруг своей продольной оси, кратко описан в WO 93/17176 (N0174940) и изображен на фиг.1-5 этого документа. Станок другого типа для SZ-сборки кабелей, схематично изображен на фиг.7 в WO 2008/075965. Насколько известно заявителю, они отражают уровень техники.
Целью изобретения является создание станка для сборки/укладки шлангокабеля, более простого по конструкции по сравнению с массивными и сложными станками того же назначения, известными в настоящее время. Желательно также, чтобы станок был мобильным, т.е. чтобы его было можно передвигать с места на место без выполнения комплексных и слишком сложных операций.
Эта цель достигается тем, что станок описанного выше типа согласно изобретению содержит следующую последовательность компонентов, если смотреть в направлении протягивания начиная от входного конца:
первую фильеру для приема и сбора первой группы длинномерных элементов, по существу в прямолинейном виде, из соответствующих устройств хранения длинномерных элементов,
неподвижную вторую фильеру для приема и сбора второй группы длинномерных элементов, по существу в прямолинейном виде, из соответствующих устройств хранения длинномерных элементов и для их объединения с элементами первой группы в собранный пучок,
по меньшей мере одно опорное средство для удерживания собранного пучка радиально;
вращающее устройство для крутильного вращения пучка в противоположных направлениях по типу SZ-колебаний и
обмоточное устройство, которое сразу после вращающего устройства обматывает лентой по окружности SZ-уложенный пучок длинномерных элементов.
Таким образом, исключаются громоздкие вращающие карусели, несущие множество бобин, которые, в свою очередь, вращаются вокруг своих осей (см. фиг.1-5 в WO 93/17176). Более простой станок, представленный на фиг.7 WO 2008/075965, первоначально был предназначен для изготовления обычных кабелей, но в WO 2008/075965 принцип его работы был предложен для изготовления SZ-собранного шлангокабеля. Однако этот станок позволяет изготавливать лишь короткие, пробные шлангокабели. Станок для сборки/укладки шлангокабелей, выполненный согласно изобретению, позволяет осуществлять полномасштабное производство непрерывных шлангокабелей с очень разными профилями поперечного сечения, в том числе силовых шлангокабелей, описанных в WO 2008/075964.
Длинномерные элементы обычно представляют собой один или большее число из следующих традиционных компонентов шлангокабеля/силового шлангокабеля: силовые кабели для передачи электроэнергии большой величины, трубы для текучей среды, электрические провода, световоды, наполнители в виде жестких длинномерных пластиковых элементов (ПВХ), уложенные по меньшей мере частично вокруг силовых кабелей и проводов/проводников и между ними, и один или большее число несущих элементов, которые расположены заданным образом в поперечном сечении шлангокабеля/силового шлангокабеля.
Одним из видов несущих элементов являются угольные стержни, армированные усиливающими волокнами. Они имеют большую прочность в осевом направлении, равную прочности стали, но их вес меньше в 10 раз. Фактическая сила, которую передает каждый угольный стержень, составляет всего около 3% от его нагрузочной способности. Важным параметром шлангокабеля является осевая жесткость. SZ-скрученный шлангокабель, обмотанный снаружи прочной лентой, практически не растягивается.
Средство протягивания шлангокабеля через станок предпочтительно представляет собой по меньшей мере одну группу гусеничных лент.
Станок предпочтительно содержит поворотные механизмы для изменения направления продвижения длинномерных элементов.
Станок предпочтительно содержит средство нанесения защитной оболочки на соответствующие длинномерные элементы, которые могут быть введены в специализированный шлангокабель/силовой шлангокабель.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вращающее устройство, осуществляющее завершающее действие, совершает один оборот примерно на 10 метров длины шлангокабеля.
Согласно изобретению, также предложен способ SZ-укладки шлангокабеля/силового шлангокабеля, отличающийся тем, что он включает следующие операции:
подачу первой группы длинномерных элементов на вход станка для сборки/укладки и в первую фильеру для приема и сбора соответствующих длинномерных элементов, по существу в прямолинейном виде, из соответствующих устройств хранения длинномерных элементов,
подачу второй группы длинномерных элементов к неподвижной второй фильере вместе с длинномерными элементами первой группы, поступающими из первой фильеры,
введение всех длинномерных элементов в неподвижную вторую фильеру и их объединение в пучок длинномерных элементов,
продвижение указанного пучка к по меньшей мере одному опорному средству для удерживания пучка радиально,
дальнейшее продвижение пучка к вращающему устройству, которое осуществляет его крутильное вращение в противоположных направлениях по типу SZ-колебаний, и
обмотку SZ-собранного/уложенного пучка лентой.
Целесообразно протягивать шлангокабель через станок с помощью по меньшей мере одной группы гусеничных лент.
Соответствующие длинномерные элементы, которые могут быть добавлены в специализированный шлангокабель/силовой шлангокабель, после обмотки лентой предпочтительно закрывают защитной оболочкой.
Другие цели, особенности и преимущества изобретения будут понятны из описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 показан в аксонометрии станок для сборки/укладки, согласно изобретению,
на фиг.2а-2f показаны части станка, изображенного на фиг.1,
на фиг.3 показан вид сверху станка для сборки/укладки, согласно изобретению, и
на фиг.4 показан вид сбоку станка для сборки/укладки, согласно изобретению.
На фиг.1 показан станок 1 для SZ- сборки шлангокабеля или силового шлангокабеля 10, содержащего множество длинномерных элементов (10а-10е), различающихся по поперечному сечению, материалу, функции и количеству. Как правило, такие длинномерные элементы представляют собой один или большее число из следующих традиционных компонентов шлангокабеля/силового шлангокабеля: силовые кабели для передачи электрической энергии большой величины, трубы для текучей среды, электрические провода, световоды, наполнитель в виде жестких длинномерных пластиковых элементов, часто изготовленных из поливинилхлорида, и один или несколько несущих элементов, расположенных заданным образом в поперечном сечении шлангокабеля или силового шлангокабеля. Наполнитель обычно расположен по меньшей мере частично вокруг силовых кабелей и проводов/ проводников и между ними. Несущие элементы могут быть выполнены в виде угольных стержней, армированных усиливающими волокнами. Они имеют такую же большую прочность в осевом направлении, как сталь, но весят в 10 раз меньше.
Отдельные компоненты станка 1 для сборки/укладки шлангокабеля, выполняющие конкретные функции, расположены в определенном порядке. На том конце станка 1, откуда выходит готовый шлангокабель 10, находятся несколько гусеничных лент 2 (на фиг.1 показаны три одинаковых узла) для протягивания шлангокабеля 10 через станок 1. Гусеничные ленты 2 расположены так, что две группы удлиненных лент 2а обращены друг к другу и зажимают между собой шлангокабель 10. Ленты 2а движутся по замкнутой траектории и протягивают шлангокабель 10 через станок 1. Указанные две группы лент снабжены средствами для регулировки силы зажима шлангокабеля 10.
На противоположном конце в станок 1 подают длинномерные элементы 10а-10f, из которых будет состоять шлангокабель 10. Каждый из длинномерных элементов 10а-10f поступает из соответствующего устройства его хранения, обычно с барабана или бобины 11.
Станок 1 для сборки, как правило, поднят над землей на высоту L, чтобы иметь пространство для размещения множества бобин 11 или барабанов, имеющих большой диаметр и объем, возможно, на высоту двух бобин. Станок 1 находится на платформе 12 типа мостков с перилами 13. Платформа 12 установлена на колоннах 14, которые стоят на основании или на земле L.
Далее компоненты станка 1 для сборки описаны в порядке их расположения в направлении протягивания начиная со входа. На стойке 3а, стоящей на платформе 12, установлена первая фильера 3, имеющая отверстие 3b для приема и сбора первой группы длинномерных элементов 10а-10с из соответствующих устройств 11 их хранения. Длинномерные элементы 10а-10с проходят наклонно от бобин 11 к станку 1. Около первой фильеры 3 для каждого длинномерного элемента 10а-10с предусмотрен поворотный механизм 15. Каждый поворотный механизм 15 изменяет направление, в котором соответствующий длинномерный элемент сматывается с соответствующей бобины 11, и обеспечивает его по существу прямолинейное движение, без скручивания, к отверстию 3b фильеры. От поворотного механизма 15 до отверстия 4b все длинномерные элементы 10а-10е проходят параллельно.
Вторая фильера 4 тоже установлена на стойке 4а, отходящей от платформы 12. Вторая фильера 4 установлена неподвижно и имеет отверстие 4b для приема и сбора второй группы длинномерных элементов 10d-10f из соответствующих устройств 16 хранения этих элементов. Длинномерные элементы 10d-10f проходят наклонно от бобин 16 к станку 1. Около второй фильеры 4 для каждого длинномерного элемента 10d-10f предусмотрен другой поворотный механизм 17. Каждый поворотный механизм 17, как и поворотный механизм 15, изменяет направление, в котором длинномерный элемент перемещается от бобины 16, и обеспечивает его по существу прямолинейное движение, без скручивания, к отверстию 4b фильеры 4. От поворотного механизма 17 до отверстия 4b все длинномерные элементы 10d-10f проходят параллельно друг другу и параллельно длинномерным элементам 10а-10с, идущим из первой фильеры 3.
В неподвижной фильере 4 все длинномерные элементы 10а-10f собираются в пучок 18, расположенный по существу прямолинейно и без какого-либо скручивания внутри. Стабилизирующая неподвижная фильера 4 имеет отверстие 4b, соответствующее наружной форме собранного пучка 18. На практике это значит, что форма продольных канавок или наружных шлицов на наружной поверхности пучка 18 соответствует форме отверстия 4b фильеры. Поэтому фильера 4 не дает шлангокабелю скручиваться.
От фильеры 4 собранный пучок 18 перемещается к одному или к нескольким опорным средствам 5 (на фиг.1 показано пять таких средств), которые удерживают пучок 18 радиально, в том числе при воздействии скручивающих усилий. Каждое опорное средство 5 установлено на стойке 5а, отходящей от платформы 12. Опорное средство 5 имеет отверстие 5b, по окружности которого установлены несколько роликов 5с, опирающихся на поверхность пучка 18 и удерживающих его радиально.
Далее пучок 18 продвигается к вращающему устройству 6, которое тоже установлено на стойке 6а, отходящей от платформы 12. Вращающее устройство 6 имеет отверстие 6b, форма которого тоже соответствует форме собранного пучка 18. Отверстие 6b имеет продольные канавки или пазы, выполненные в его стенке. Поэтому вращающее устройство 6 может скручивать шлангокабель при его прохождении через отверстие 6b. В то же время шлангокабель 1 удерживается от вращения, вызывающего скручивание, неподвижной фильерой 4. Это значит, что скручивание может иметь место только на участке между вращающим устройством 6 и неподвижной фильерой 4. Обычно, но не обязательно, вращающее устройство 6, которое обеспечивает завершающее действие, выполняет один оборот примерно на 10 метров длины шлангокабеля. Однако во многих случаях предпочтительна большая длина укладки, особенно в отношении скручивания при осевых нагрузках.
За вращающим устройством 6 расположено обмоточное устройство 7, которое сразу за вращающим устройством 6 обматывает лентой SZ-собранный/уложенный пучок 18 длинномерных элементов 10а-10f по окружности. Обмоточное устройство 7 тоже установлено на стойке 7а, отходящей от платформы 12. Обмоточное устройство 7 имеет отверстие 7b, через которое собранный пучок 18 проходит дальше к гусеничным лентам 2.