СПОСОБ И СИСТЕМА ПОДАЧИ ЛЕНТЫ, А ТАКЖЕ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ШИХТОВАННЫХ СЕРДЕЧНИКОВ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ
METHOD AND SYSTEM FOR FEEDING TAPE, AS WELL AS INSTALLATION FOR PRODUCTION OF CHARGED CORES FOR TRANSFORMERS

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
Данная заявка притязает на приоритет по заявке на патент Италии                           № 102017000059495, поданной 31 мая 2017 г., раскрытие которой включено ссылкой.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данная патентная заявка относится к способу и системе подачи ленты для установки для производства шихтованных сердечников для трансформаторов, в частности для производства сердечников с уложенными в стопку текстурированными шихтованными пакетами для трансформаторов для передачи и распределения электрической энергии, а именно для трансформаторов с мощностью, превышающей 10 кВА.
Данная патентная заявка дополнительно относится установке для производства шихтованных сердечников для трансформаторов, в частности для производства сердечников с уложенными в стопку текстурированными шихтованными пакетами для трансформаторов для передачи и распределения электрической энергии, а именно для трансформаторов с мощностью, превышающей 10 кВА.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Шихтованные сердечники этого типа имеют большие размеры и существенно тяжелые, поэтому требуются подходящие производственные установки и инструменты для манипуляции. Например, шихтованные сердечники описанного выше типа, обычно содержат нижнее ярмо, верхнее ярмо и группу колонн, которые поперечно соединяют нижнее ярмо и верхнее ярмо друг с другом. Для применений энергии или распределения, колонны сердечников могут иметь длину, например, от 0,5 до 5 метров.
Известно, что для изготовления этих шихтованных сердечников получают и укладывают группу шихтованных пакетов, изготовленных из магнитной кремнистой стали, посредством способа, включающего три различных этапа, на которых:
- устанавливают группу катушек из магнитной кремнистой стальной ленты, имеющей различную ширину;
- ленты разрезают на разную длину для получения группы металлических шихтованных пакетов, в частности, с различной шириной и длиной;
- металлические шихтованные пакеты собирают таким образом, чтобы они образовывали шихтованные стопки или комплектовали сердечник трансформатора.
В частности, следует указать, что материал, используемый для изготовления этих шихтованных сердечников, а именно лента из магнитной кремнистой стали, представляет собой довольно толстый материал, который нельзя чрезмерно изгибать, поскольку это может приводить к разрушению кремниевого компонента.
Следовательно, эти сердечники изготавливают путем объединения и наложения группы плоских шихтованных пакетов, которые никогда не подвергают изгибанию.
Кроме того, для изготовления компонентов сердечника необходимо часто заменять катушки, чтобы подавать ленты, имеющие разную ширину в последовательности, которая зависит от получаемой геометрии.
Известные установки имеют станцию подачи, где катушку разматывают, чтобы подавать через вход ленту в блок переработки, чтобы разрезать и отделять ленту.
В случае, когда ленту необходимо заменить другой, например, для получения шихтованных пакетов с другой шириной, катушку заменяют.
В частности, известные установки содержат один единственный многошпиндельный барабан, в котором каждый шпиндель поддерживает соответствующую катушку. Следовательно, замена ленты на известной установке в основном содержит следующие этапы, на которых:
- полностью перематывают перерабатываемую ленту на соответствующую катушку;
- поворачивают барабан, чтобы перемещать шпиндель с заменяемой катушкой в область станции подачи;
- вводят ленту в линию переработки; и
- устанавливают ленту.
На этот способ влияет недостаток, заключающийся в необходимости полного прерывания производства установки на значительное время, варьирующегося в зависимости от типа изготавливаемого трансформатора, от 10% до 15% от общего времени производства.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения заключается в разработке способа и системы подачи, которые позволяют заменять ленту в течение нескольких секунд.
Согласно изобретению заявлен способ подачи ленты на установку для производства шихтованных сердечников для трансформаторов, как представлено в прилагаемой формуле изобретения.
Согласно изобретению заявлена система подачи ленты на установку для производства шихтованных сердечников для трансформаторов, как представлено в прилагаемой формуле изобретения.
Согласно изобретению заявлена установка для производства шихтованных сердечников для трансформаторов, как представлено в прилагаемой формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее  изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые показывают неограничивающие варианты его выполнения, на которых:
фигура 1 представляет собой схематичный вид сердечника с уложенными в стопку текстурированными шихтованными пакетами для передачи и распределения энергии трансформаторов;
фигура 2 представляет собой вид в плане установки согласно изобретению;
фигура 3 представляет собой вид в плане детали с фигуры 2;
фигура 4 представляет собой вид сбоку детали с фигуры 3;
фигура 5 представляет собой схематичный вид дополнительной детали с фигуры 1 в первой рабочей конфигурации; и
фигура 6 аналогична фигуре 5 и показывает дополнительные детали во второй рабочей конфигурации;
фигура 7 представляет собой вид в перспективе второго варианта выполнения, как частный случай фигур 3 и 4;
фигура 8 представляет собой вид сбоку фигуры 7;
фигура 9 представляет собой сечение в соответствии с линией IX-IX с фигуры 8;
фигуры 10 и 11 представляют собой схематичные виды частного случая фигуры 8 в первой и во второй рабочей конфигурации, соответственно;
фигура 12 представляет собой вид сбоку частного случая фигуры 8;
фигура 13 представляет собой вид в плане фигуры 12;
фигура 14 представляет собой сечение в соответствии с линией XIV-XIV фигуры 13.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фигуре 1 О обозначает в целом шихтованный сердечник, в частности, для распределительных или силовых трансформаторов, а именно для трансформаторов для передачи и распределения электрической энергии, а именно для трансформаторов с мощностью, превышающей 10 кВА.
Сердечник O содержит известным образом нижнее ярмо GI и верхнее ярмо GS, которые поперечно соединены друг с другом группой колонн C. Согласно показанному примеру, есть три колонны, две боковые из которых обозначены С1 и С3, а центральная обозначена С2.
Каждое ярмо GI, GS и каждая колонна изготовлены наложением группы шихтованных пакетов P, изготовленных из магнитной кремнистой стали. Каждое ярмо GI, GS соединено с соответствующими концами колонн С1, С2 и С3 посредством фигурной муфты, в частности, шевронной муфты.
Предпочтительно по меньшей мере часть сердечника О, описанного выше, была изготовлена разрезанием и перекрытием шихтованных пакетов Р, начиная с одной единственной ленты В.
Установка 1 содержит, известным и схематично показанным образом, блок 2 переработки, который, в свою очередь, имеет одну или несколько режущих станций α, расположенных последовательно, где отдельные шихтованные пакеты P разрезают и отделяют один от другого, начиная с ленты B из ферромагнитного металлического материала, в частности, изготовленной из магнитной кремнистой стали.
Установка 1 дополнительно содержит блок 3 укладывания в стопки, расположенный дальше по ходу от блока 2 переработки, где стопки шихтованных пакетов P получают (известным способом) для образования ярм GI, GS и колонн C1, C2 и C3. Установка 1 дополнительно содержит систему 4 подачи, которая выполнена с возможностью, как объясняют более подробно ниже, подавать ленту B, выбранную среди группы различных лент, в частности, имеющих разную ширину, в блок 2 переработки практически мгновенно. Эта система 4 подачи находит предпочтительное применение, особенно когда необходимо заменять ленту B в блоке 2 переработки. В частности, блок 2 переработки имеет вход I интерфейса, сопряженный с системой 4 подачи, что позволяет лентам B, поступающим из системы 4 подачи, попадать в станцию 2 переработки.
Согласно тому, что более подробно показано на фигуре 3, система 4 подачи имеет группу станций β подачи, каждая из которых выполнена с возможностью подавать соответствующую ленту B к входу I.
Следует отметить, что в дальнейшем термины «расположенный ближе по ходу» и «расположенный дальше по ходу» используют со ссылкой на направление подачи ленты B от соответствующей станции β подачи к входу I.
В частности, система 4 подачи выполнена с возможностью выборочно подавать группу непрерывных лент B1-B8, которые намотаны в катушки 5 и изготовлены из ферромагнитного материала, а именно материала, который подходит для использования для изготовления шихтованных пакетов P сердечника трансформатора K. В частности, система 4 подачи выполнена с возможностью подавать, начиная с соответствующих катушек 5, ленты B1-B8, изготовленные из магнитной кремнистой стали.
Система 4 подачи содержит известный и схематично показанный барабан 6 для каждой станции β подачи. Предпочтительно каждый барабан 6 выполнен с возможностью поддерживать, разматывать и перематывать известным образом соответствующую катушку 5. В частности, каждый барабан 6 содержит шпиндель 7, который вращается и выполнен с возможностью разматывать и перематывать известным образом соответствующую катушку 5.
Согласно примеру, показанному на фигурах, система 4 подачи имеет буксирные станции подачи, в дальнейшем обозначенные βI и βII. Предпочтительно, станции βI и βII подачи соединены параллельно входу I, как более подробно описывают ниже.
Система 4 подачи содержит барабан 6I и 6II для каждой станции βI и βII подачи соответственно.
Каждый барабан 6I, 6II содержит, в свою очередь, группу шпинделей 7. В показанном примере каждый барабан 6I, 6II содержит четыре шпинделя 71-74 и 75-78. Каждый барабан 6I, 6II вращается вокруг вертикальной оси AI, AII и выполнен с возможностью размещать известным образом и в области соответствующей станции βI, βII подачи ленту B, выбранную среди ее группы лент B1-B4 и B5-B8, соответственно, которые установлены и доступны.
Предпочтительно система 4 подачи содержит блок 8 замены, который расположен ближе по ходу от входа I. Блок 8 замены расположен между каждой станцией β подачи и входом I.
Предпочтительно, установка 1 содержит группу направляющих 9, каждая из которых выполнена с возможностью направлять ленту B от соответствующей станции β подачи к блоку 8 замены. Согласно показанному примеру система 4 подачи содержит две направляющие, в дальнейшем обозначенные позициями 9I и 9II.
Предпочтительно направляющие 9I и 9II имеют продольные оси X, которые параллельны друг другу. Направляющие 9I и 9II накладываются друг на друга, так что каждая лента B совпадает с заранее заданной машинной осью XII блока 2 переработки.
Предпочтительно блок 8 замены выполнен с возможностью соединять, при использовании, к входу I направляющую 9, выбранную в группе направляющих 9I и 9II.
Согласно варианту выполнения, показанному на фигурах 3 и 4, блок 8 замены расположен между каждой станцией β подачи и входом I. Согласно варианту выполнения, показанному на фигурах 7-11, блок 8 замены находится под направляющими 9.
Следует отметить, что, без ущерба в общем, согласно не показанным вариантам, система 4 подачи может содержать различное количество станций β подачи и, соответственно, барабанов 6 и направляющих 9. Другими словами, система 4 подачи может содержать: три или более станции β подачи; три или более направляющих 9; три или более барабана 6.
Согласно показанному примеру блок 8 замены содержит переключатель 10, который выполнен с возможностью соединять к входу I направляющую 9, выбранную между направляющими 9I и 9II.
Согласно показанному примеру переключатель 10 представляет собой колеблющееся тело, которое в зависимости от своего положения относительно своей оси вращения соединяет соответствующую направляющую 9 с входом I. Согласно не показанному варианту переключатель 10 представляет собой подвижное тело, которое может быть выборочно расположено в группе различных положений, каждое из которых позволяет соединять соответствующую направляющую 9 с входом I. Альтернативно, согласно варианту выполнения, показанному на фигурах 7-11, блок 8 замены по меньшей мере частично передвигает направляющие 9, в частности по меньшей мере концевой участок направляющих 9, чтобы выравнивать их с входом I.
Согласно фигурам 7-11 направляющие 9 шарнирно установлены в соответствии со свободным концом, противоположным блоку 8 замены. Согласно показанному варианту выполнения направляющие 9 по меньшей мере частично наложены, в частности направляющая 9I лежит на концевом участке направляющей 9II.
Направляющая 9II шарнирно установлена в области свободного конца 100, противоположного блоку 8 замены для вращения вокруг оси Y вращения.  В частности, ось Y вращения параллельна опорной плоскости и перпендикулярна продольной оси Х направляющей 9II. Таким образом, направляющие 9I и 9II выполнены за одно целое друг с другом во время вращения вокруг оси Y вращения.
Согласно фигурам 7-11, блок 8 замены содержит переключатель 110, который выполнен с возможностью перемещать направляющие 9I и 9II поперечно, в частности перпендикулярно опорной плоскости таким образом, чтобы вращать направляющие 9I и 9II вокруг оси Y вращения.
Согласно фигурам 7-11, переключатель 110 содержит цилиндр 111, соединенный с направляющей 9II и расположенный между направляющей 9II и опорной плоскостью. При этом направляющие 9I и 9II обращены непосредственно к входу I.
Другими словами, блок 8 замены расположен под направляющими 9. Таким образом, система 4 подачи является компактной.
Фигура 10 показывает направляющую 9I в соединении с входом, а фигура 11 показывает направляющую 9II в соединении со входом I.
Предпочтительно система 4 подачи может содержать с учетом соответствующих различий больше направляющих 9 и соответствующих барабанов 6.
Система 4 подачи дополнительно имеет станцию γ ожидания, которая расположена ближе по ходу от блока 8 замены. В варианте выполнения, показанном на фигурах 7-11, станция γ ожидания соответствует концевым участкам направляющих 9I и 9II, обращенным к входу I.
Предпочтительно установка 1 дополнительно содержит систему 11 управления, которая выполнена с возможностью обмена данными с блоком 2 переработки, каждым барабаном 6, каждым шпинделем 7 барабанов 6 и блоком 8 замены. Система 11 управления выполнена с возможностью вращать каждый барабан 6 в зависимости от типа переработки, которая должна быть выполнена.
Предпочтительно, система 11 управления выполнена с возможностью обмена данными и регулировки работы каждого шпинделя 7 в зависимости от типа переработки, которая должна быть выполнена.
Предпочтительно система 11 управления выполнена с возможностью регулировать работу переключателя 10 или 110 блока 8 замены в зависимости от типа переработки, которая должна быть выполнена.
Предпочтительно система 11 управления содержит пользовательский интерфейс 12, через который система 11 управления обменивается данными с оператором. Например, пользовательский интерфейс 12 содержит дисплей или мобильное устройство и/или удаленный блок, например ПК или планшет.
Предпочтительно согласно фигурам 7 и 12-14 система 4 подачи содержит декартов манипулятор 200I, 200II для каждой направляющей 9I и 9II соответственно. Декартовы манипуляторы 200I и 200II по существу равны друг другу, и в дальнейшем для краткости будет описан только общий манипулятор 200. Каждый манипулятор 200 содержит направляющую 201, которая по существу параллельна соответствующей направляющей 9, и захватную головку 202, которая установлена так, чтобы скользить вдоль указанной направляющей 201 из положения η парковки в рабочее положение λ и наоборот. Захватная головка 202 содержит захват 203 и выполнена с возможностью захватывать участок ленты В и вводить его в технологическую линию. В частности, захватная головка 202 выполнена с возможностью вводить концевой участок ленты B между соответствующей направляющей 9 и некоторыми моторизованными колесами, которые выполнены с возможностью толкать ленту B вдоль соответствующей направляющей 9 в направлении станции γ ожидания. Захват 203 может быть электромагнитным, может содержать пневматические системы захвата и/или присоски и/или другие эквивалентные элементы, например блокирующие элементы или мешающие элементы.
При использовании, согласно примеру, показанному на фигурах, лента B1 известным образом, который здесь не показан, соединена с соответствующей направляющей 9I. Затем известным образом, который здесь не показан, работы по запуску выполняют на основе ширины ленты B1, а именно работ по выравниванию самой ленты B1 с машинной осью режущего блока 2.
Затем ленту B1 подают известным и схематично показанным образом в блок 2 переработки через станцию γ ожидания, блок 8 замены и вход I.
Предпочтительно, во время холостого хода, а именно, когда лента B зацепляет направляющую 9 и перерабатывается, система 4 подачи выполняет работу по запуску другой, еще свободной направляющей 9, чтобы подготавливать заменяющую ленту B. Во время работы по запуску начальный отгиб заменяющей ленты B подают на станцию γ ожидания, где подача заменяющей ленты B прерывается.
Согласно примеру, показанному на фигурах, в то время как ленту B1 подают в блок 2 переработки, система 4 подачи выполняет работу по запуску заменяющей ленты B5 на направляющей 9II. В частности, во время работ по запуску начальный отгиб заменяющей ленты B2 переносят на станцию γ ожидания. Подачу заменяющей ленты B5 прерывают, когда она достигает станции γ ожидания.
В случае, когда перерабатываемая лента B должна быть заменена, начинают процедуру замены ленты B.
Во время замены ленты B ленту B внутри блока 2 переработки вынуждают возвращаться назад. В частности, ее перематывают вокруг ее катушки 5. Как только вход I и блок 8 замены были освобождены, в частности, как только начальный отгиб перемотанной ленты B ha достиг позиции, расположенной ближе по ходу относительно начального отгиба заменяющей ленты B, переключатель 10 блока замены работает так, чтобы позволять заменять заменяющую ленту B через вход I блока 2 переработки.
Затем заменяющую ленту B подают известным образом, пока не будет запрошена следующая замена ленты B.
На основе показанного примера, когда ленту B1 заменяют, ленту В1 вынуждают возвращаться назад, а именно перематывают вокруг своей собственной катушки 5, пока начальный отгиб ленты B1 не окажется между соответствующим шпинделем 71 и станцией γ ожидания.
Затем переключатель 10 или 110 приводят в действие таким образом, чтобы соединять направляющую 9II с входом I (фигура 6).
Впоследствии, ленту B5 подают так, чтобы проходить через вход I и достигать известным образом блока 2 переработки.
Переработка ленты B5 продолжается до следующей замены ленты.
Предпочтительно, когда ленту B заставляют возвращаться назад, она может быть полностью перемотана вокруг своей собственной катушки 5, чтобы позволять вращение соответствующего барабана 6 и позиционирование дополнительной ленты B в области соответствующей станции β подачи. Таким образом, достигают замены ленты B, подаваемой в блок 2 переработки. Кроме того, работы по запуску дополнительной ленты B могут выполняться во время холостого хода, как объяснено выше.
Предпочтительно, работы по запуску дополнительной ленты B могут быть реализованы автоматически с помощью каждого манипулятора 200.
В качестве альтернативы, предпочтительно, когда ленту B заставляют возвращаться назад, ее можно оставлять лежащей на соответствующей направляющей 9 с ее начальным отгибом, расположенным рядом со станцией γ ожидания. Таким образом, лента B уже доступна без необходимости повторного выполнения работы по запуску в случае, если она должна использоваться сразу после переработки заменяющей ленты B.
Вследствие вышеизложенного способа подачи, система 4 подачи и установка 1, описанные выше, позволяют заменять ленту B, перерабатываемую в блоке 2 переработки, в чрезвычайно сокращенное время (несколько секунд) по сравнению с количеством времени, необходимым в настоящее время в известных установках.
Действительно, процесс подачи, система 4 подачи и установка 1, описанные выше, позволяют выполнять работы по запуску на ленте B, которая должна быть подана в блок 2 переработки, чтобы выполнять во время холостого хода. Другими словами, запуск ленты B происходит во время работы установки 1, поэтому установка 1 больше не нуждается в остановке для замены ленты B.
Кроме того, предпочтительно, чтобы способ подачи, система 4 подачи и установка 1, описанные выше, могли работать автоматически и непрерывно, при этом  присутствие операторов необходимо только для установки катушек 5 на соответствующие шпиндели 7 и/или для соединения начального отгиба ленты B с соответствующей направляющей 9.
Следовательно, согласно способу подачи, системе 4 подачи и установке 1, описанным выше, существует только короткий перерыв в несколько секунд (время, необходимое для переключения блока 8 замены), в случае, когда ленту B в блоке 2 переработки необходимо заменять.