УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ В ПЛАСТМАССОВОЙ И/ИЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ
DEVICE FOR FANNING OUT PLASTIC- AND/OR METAL-SHEATHED ELECTRIC CABLE

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к области переработки и утилизации кабельной продукции, включая ее отходы, в частности к устройствам для разделки электрического кабеля в пластмассовой и/или металлической оболочке, и может быть использовано в кабельном производстве.
Из уровня техники известно изобретение (SU №1624576, 30.01.1991), согласно которому запатентована установка для снятия оболочки с кабельной жилы, содержащая основание и установленные на нем режущее устройство с направляющими роликами и ножами и по крайней мере один механизм стягивания оболочки, включающий ведущий элемент с приводом вращения и прижимной элемент со средством регулируемого прижима. При этом ведущий и прижимной элементы выполнены в виде шестерен, а средство регулируемого прижима выполнено в виде пружины с регулировочным болтом, при этом один конец пружины соединен с ведущим элементом, а другой - с прижимным. К недостаткам известного решения относятся относительная сложность конструкции и технологии снятия оболочки.
Известно также устройство для снятия оболочки с жил кабеля, содержащее ролики с V-образными кольцевыми канавками, дисковые ножи и механизм отделения оболочки с жилы. Опорный ролик с V-образной кольцевой канавкой установлен с возможностью огибания его разрезаемым кабелем по этой канавке, дисковый нож установлен над изогнутым участком кабеля, а механизм отделения оболочки выполнен в виде двух роликов, сдавливающих кабель с разрезанной изоляцией и установленных после опорного ролика, при этом за неподвижный ролик взят отклоняющий кабель ролик (SU №1755350, 15.08.1992).
К недостаткам известного решения, принятого за прототип, относятся невозможность снятия оболочки с кабеля большого диаметра, 5 см и более. Кабель такого диаметра практически невозможно изгибать под большим углом, а именно на 60° и более градусов. Известное решение эффективно применительно к гибкому кабелю малого диаметра.
Актуальность настоящего изобретения обусловлена необходимостью создания устройства, станка, машины для разделки кабельной продукции, имеющей сложную изоляцию в виде металлической стальной ленты (брони), металлической трубы из алюминия или свинца, пластмассовую изоляцию толщиной до 10 мм, с целью получения вторичных цветных и черных металлов, содержащихся в разделываемой кабельной продукции, вторичного использования отработавших электротехнических материалов, в частности необходимостью разделки отслужившего срок кабеля, а именно снятия с него оболочки. После снятия оболочки с кабеля из сердечника извлекают ценные компоненты в виде цветных металлов, свинца и пр.
В связи со сложностью выделения общих существенных признаков формула изобретения составлена без разделения на ограничительную и отличительную части.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технических возможностей известных устройств путем разделки кабеля различного типоразмера, преимущественно кабеля с диаметром 5 см и более, а также за счет качественного снятия оболочки с кабеля без пропусков при одновременном повышении производительности труда и улучшении условий эксплуатации. Другой задачей является снижение энергетических затрат при осуществлении процесса разделки кабеля.
Технический результат заключается в обеспечении процесса резания оболочки с одновременным протягиваем кабеля, при этом режущий инструмент обеспечивает создание дополнительного тянущего усилия за счет трения сторон ножа о материал оболочки и уравновешивания опор тянущих приводных дисков с рифлеными поверхностями.
Для достижения технического результата устройство для разделки электрического кабеля в пластмассовой и/или металлической оболочке содержит установленные на основании два приводных горизонтальных вращающихся навстречу друг другу с одинаковой угловой скоростью вала, верхний из которых установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, на каждом валу закреплено по два металлических тянущих трапециевидных диска, наклонные боковые поверхности которых выполнены рифлеными с острыми концами и направлены друг к другу, образуя верхний и нижний ложементы для кабеля, нажимное средство и, по меньшей мере, один дисковый нож, расположенный между двумя тянущими дисками, установленными на одном приводном валу, и связанный с ними, при этом на входе кабеля расположена направляющая, регулируемая по высоте с возможностью обеспечения подачи кабеля независимо от его диаметра по оси входного канала, образованного тянущими дисками, нажимное средство связано с тянущими дисками, оборудованными дисковым ножом, с возможностью задания направления усилия в сторону продольной оси кабеля и врезания дискового ножа в кабель в момент его захвата упомянутыми наклонными рифлеными плоскостями тянущих дисков, при этом твердость дискового ножа равна 60-75 RC.
Возможны и другие варианты выполнения изобретения, согласно которым необходимо, чтобы:
- рифленая поверхность представляла бы собой радиально направленные зубья с острыми концами, обращенными в сторону кабеля;
- нажимное средство было бы выполнено с возможностью прикладывания усилия, проходящего через плоскость дискового ножа;
- привод валов был выполнен индивидуальным;
- устройство было бы снабжено синхронизирующей зубчатой передачей, вход которой связан с приводным валом, а выходы - с тянущими дисками с возможностью обеспечения одинаковой угловой скорости тянущих дисков, направленной в сторону движения кабеля;
- лезвие дискового ножа имело бы клиновидную форму, у которой каждая рабочая поверхность образована одной плоскостью или двумя, расположенными под углом друг к другу в сторону увеличения угла, при этом отношение длины L лезвия к толщине t диска ножа составляет не менее 1:1;
- дисковый нож был бы связан со средством нагрева лезвия до температуры, не превышающей температуру плавления пластмассовой оболочки;
- средство нагрева лезвия представляло бы собой источник тока, анод которого связан с дисковым ножом, а катод - с металлической частью кабеля.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического результата, в частности обеспечения резания оболочки с одновременным протягиваем кабеля, при этом режущий инструмент (дисковый нож) обеспечивает создание дополнительного тянущего усилия за счет сил трения его о материал оболочки.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков технического результата.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид устройства;
на фиг.2 - вид сбоку;
на фиг.3 - вид А по фиг.2 со стороны направляющей с одними верхними тянущими дисками, оборудованными дисковым ножом;
на фиг.4 - вид лезвия дискового ножа;
на фиг.5 - вариант выполнения заостренных выступов.
Согласно изобретению устройство для разделки электрического кабеля в пластмассовой и/или металлической оболочке предназначено для переработки различных типоразмеров кабеля. Как правило, структурно электрический кабель состоит из сердечника - токопроводящей сердцевины, внутренней оболочки, ближайшей к сердечнику, и покрова, который составляют прочие наружные оболочки, которыми могут быть: броня, обмотка, оплетка, экран, заполнитель, изолирующий материал и другие наружные слои кабеля, подлежащие удалению.
Устройство (фиг.1, 2, 3, 4, 5) для разделки электрического кабеля 1 в пластмассовой и/или металлической оболочке содержит установленные на основании 2 два приводных горизонтальных вращающихся навстречу друг другу с одинаковой угловой скоростью вала 3 и 4. Верхний вал 3 установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. На валах 3 и 4 закреплены по два металлических тянущих трапециевидных диска 5 и 6 на валу 3 и 7 и 8 на валу 4 соответственно. Наклонные боковые поверхности тянущих дисков 5, 6, 7 и 8 выполнены рифлеными. При этом наклонные боковые поверхности тянущих дисков 5 и 6, так же как и тянущих дисков 7 и 8, направлены друг к другу соответственно, образуя верхний и нижний ложементы для кабеля 1. Каждая рифленая поверхность представляет собой поверхность с расположенными на ней заостренными выступами 9 (фиг.5) или с радиально расположенными зубьями 9* с острыми концами, обращенными в сторону кабеля 1 (фиг.2). При этом заостренные выступы 9 выполнены различными по высоте, причем выступы с большей высотой расположены по периметрам боковой поверхности дисков, контактирующих с кабелем 1.
Дисковый нож 10 расположен между тянущими дисками 5 и 6 и связан с ними. Возможно расположение дискового ножа 10 между тянущими дисками 7 и 8 или одновременно между тянущими дисками, установленными на обоих приводных валах 3 и 4. Оптимальное решение, когда дисковый нож 10 - один, и установлен между тянущими дисками 5 и 6, связанными с нажимным средством 11 для приложения усилия, проходящего через плоскость дискового ножа 10.
Нажимное средство 11 связано с тянущими дисками 5 и 6, оборудованными дисковым ножом 10, с возможностью задания направления усилия в сторону продольной оси кабеля 1 и врезания дискового ножа 10 в кабель 1 в момент его захвата упомянутыми наклонными рифлеными плоскостями тянущих дисков 5 и 6. Твердость дискового ножа 10 равна 60-75 RC. Экспериментально установлено, что максимальная эффективность разделки кабеля 1 достигается в случае выполнения лезвия дискового ножа 10 с твердостью, равной 60-75 RC (по методу Роквелла), а тянущих дисков 5, 6, 7 и 8 - металлическими, имеющими одинаковую угловую скорость, направленную в сторону движения кабеля 1. Для получения поверхности лезвий с высокой твердостью, прочностью и режущими свойствами, сохраняющимися при нагреве, целесообразно при их получении использовать метод порошковой металлургии.
При этом эффективность усиливается в случае выполнения нажимного средства 11 с возможностью прикладывания усилия, проходящего через плоскость дискового ножа 10.
На входе кабеля 1 расположена направляющая 12, регулируемая по высоте с возможностью обеспечения подачи кабеля 1 независимо от его диаметра по оси входного канала ложемента, образованного тянущими дисками 5, 6, 7 и 8.
Устройство может быть снабжено синхронизирующей зубчатой передачей, вход которой связан с приводным валом 3 (на чертежах не показано), а выходы - с тянущими дисками 5 и 6 с возможностью обеспечения одинаковой угловой скорости тянущих дисков 5 и 6, направленной в сторону движения кабеля 1. Привод 13 валов 3 и 4 может быть выполнен индивидуальным, в качестве которого могут быть использованы, например, мотор-редуктор или электродвигатели.
Лезвие дискового ножа 10 может иметь клиновидную форму, у которой каждая рабочая поверхность образована одной плоскостью (фиг.1) или двумя плоскостями 14 (фиг.4), расположенными под углом друг к другу в сторону увеличения угла относительно продольной плоскости 15 лезвия, выполненными посредством ступенчатой заточки. При этом отношение длины L лезвия к толщине t диска ножа составляет не менее 1:1.
Дисковый нож 10 может быть связан со средством нагрева 16 лезвия до температуры, не превышающей температуру плавления пластмассовой оболочки (фиг.3).
Эффективность разделки кабеля достигается выполнением лезвия дискового ножа 10 клиновидной формы, образованной двумя плоскими или по форме колуна с плоскостями 14, а также при нагревании лезвия дискового ножа 10 при помощи средства нагрева 16, выполненного в виде источника постоянного тока, известным образом своими полюсами («+ плюс» и «- минус»), присоединенного соответственно к металлической части кабеля 1 и к дисковому ножу 10.
В одном из вариантов выполнения средство нагревания 16 лезвия представляет собой источник тока, анод которого связан с дисковым ножом, а катод - с металлической частью кабеля. При этом величина тока электрического источника выбирается любым известным способом из условия нагревания лезвия до температуры 70-200°С.
Устройство для разделки электрического кабеля в пластмассовой и/или металлической оболочке функционирует следующим образом.
В зависимости от параметров кабеля 1 и его структуры устанавливают величину проходного канала между тянущими дисками 5, 6, 7 и 8, величину давления, задаваемого нажимным средством 11, устанавливают направляющую 12 с возможностью подачи кабеля 1 по оси проходного канала. После этого размещают переднюю часть кабеля 1 на ложементе направляющей 12, подталкивают вручную его торец в зону вращающихся тянущих дисков 5, 6, 7 и 8, которые своими зубьями 9 впиваются в тело оболочки кабеля 1, захватывают последний и проталкивают по проходному каналу, при этом лезвие дискового ножа 10 врезается в оболочку на установленную глубину и за счет сил трения, возникающих в процессе врезания, толкает кабель 1 дальше по ходу его перемещения. В зависимости от материала оболочки, ее диаметра и структуры с целью повышения эффективности разделки кабеля 1 лезвие дискового ножа 10 нагревают до температуры, не превышающей температуру расплавления пластмассовой оболочки.
Для решения той же задачи лезвие дискового ножа 10 выполняют по форме «колуна», образованной плоскостями 14 посредством ступенчатой заточки, при этом длина L лезвия составляет 110% относительно толщины t диска ножа, при этом главное, чтобы твердость лезвия дискового ножа была равна 70 RC, т.е. находилась в диапазоне 60-75 RC.
Другой особенностью изобретения является применение дискового ножа 10 на тянущих дисках 5 и 6, связанных с нажимным средством 11, которое может быть гидравлического типа с использованием гидроцилиндров, придавливающих тянущие диски 5 и 6 с дисковым ножом 10 к кабелю 1 с возможностью прохождения продольной плоскости тянущих дисков 5 и 6 через продольную ось кабеля 1. Аналогично может быть выполнено и нажимное средство 11 пружинного типа, где вместо управляемых гидроцилиндров установлены силовые пружины.
Максимальный эффект достигается также благодаря использованию заостренных радиально расположенных зубьев 9* или заостренных выступов 9 (фиг.5) на боковой наклонной поверхности тянущих дисков 5, 6, 7 и 8.
Заостренные радиально расположенные зубья 9* и заостренные выступы 9 могут быть хаотично или дискретно расположены на боковых наклонных поверхностях тянущих дисков 5, 6, 7 и 8.
Применение изобретения существенно расширяет технические возможности устройства для разделки кабеля преимущественно больших диаметров, более 5 см, за счет обеспечения процесса резания оболочки с одновременным протягиваем кабеля.
Изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.