Установка для непрерывной высокочастотной сварки длинномерных изделий из полимерных материалов

.87 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Иинское эксперименталрукторское технологическогапантерейной и фурнитурнленности(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ВЫСО-.КОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ДЛИННОИЕРНЫЖИЗДЕЛ 1 Й ИЗ ПОЛИИЕРН 1 ДХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к областисварки пластмасс, а именно к устройствам для сварки изделий из термопластичных материалов токами высокойчастоты, Цель - улучшение качестваизготовления изделий. Для этого установка для непрерывной высокочастотной сварки полимерных материалов снабжена устройством автоматического поддержания заданного усилия сжатия,включающим натяжной механизм, пневмопривод, регулятор усилия сжатия иблок управления. Натяжной механизмустройства автоматического поддержаИзобретение относится к области арки пластмасс, а именно к сваркетия выполнен в виде шарнирно закрепленного двуплечего рычажноусилителя, одно плечо которого сжено роликом, взаимодействующим с гибким электродом, другое плечо кинематически связано с приводом. Привод механизма выполнен в виде пневмоцилиндра, напорного и силового электромагнитных пневмораспределитслей, при этом в пневмоцилиндре шток шарнирно соединен с натяжным механизмом. Блок управления дополнительно снабжен третьим и четвертым элементами И, вторым и третьим элементами ИЛИ,вторым итретьим элементами НЕ, причем третий элемент И через второй элемент сФ ИЛИ и второй элемент НЕ соединен с шестым входом блока и первым входом третьего элемента ИЛИ, четвертый элемент И через третий элемент НЕ соединен с пятым входом блока, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, а выход третьего элемента И -с первым С входом второго элемента ИЛИ и третьим входом первого элемента И, третий вход четвертого элемента И соединен ( с выходом третьего элемента ИЛИ, а Ц выход четвертого элемента И - с вто- (, рым входом третьего элемен;ИЛИ, четвертым входом третьего элемента ИЛИ и четвертым выходом блока. 3 з,п.ф-лы изделии из термопластичных материаловтоками высокой частоты.Целью изобретения является улучшение качества изготовления изделий.На фиг.1 изображен общий вид установки; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - фрикциональная схема установки.Установка содержит корпус 1, барабан 2, с жестким кольцевым электродом 3 и гибким ленточным электродом 4, опорные 5, 6, натяжкой 7 и привод" ной 8 ролики лентопротяжного механизма 9, потенциальный токоподвод 10, соединенный с выходом высокочастотного генератора 11 заземленный токо- подвод 12, соединенный с корпусом установки 1, экран 13, кинематически связанный с датчиком 14, намоточное 15 и размоточные 16, 17 устройства,51015 делий, систему 20 охлаждения, блок21 управления, первый вход которогосоединен с выходом кнопки 22 "Пуск",второй вход с выходом кнопки 23 "Стоп," третий вход - с выходом датчика 14 экранировки, четвертый вход - с выходом датчика 24 работоспособности генератора, первый выход - с входомвысокочастотного генератора 11, вто-. рой выход - с входом привода 25 лентопротяжного механизма, третий выходс входом привода 26 системы охлажде"ния. 30 На корпусе 1 расположены все исполнительные механизмы установки. На ба рабане 2.закреплен жесткий кольцевой электрод 3, который взаимодействует с заземленным токопроводом 12 и соединен с корпусом 1 установки. Гибкий ленточный электрод 4 взаимодействует 40 с потенциальным токопроводом 1 О. Приводной ролик 8 гибкого ленточного электрода 4 кинематически связан с приводным роликом 27 намоточного устройства 15 и с приводом 25. Направля ющая 18 расположена в зоне сварки, а направляющая 19 в зоне охлаждения и предназначены для ориентации длинно- мерного изделия при его заправке и перемещении.50Гибкий электрод 4 дополнительно снабжен устройством 28 автоматического поддержания заданного усилия сжатия, пневмоцилиндром 29, напорным 30 и силовым 31 пневмораспределителями55 и контактным манометром 32, с указателем-датчиком 33, а также задатчиками усилия сжатия минимального 34 и максимального 35 значений. направляющие 18, 19 длиномерных из- . 20 Натяжной механизм 28 выполнен ввиде шарнирно закрепленного двухпле" чевого рычажного усилителя 36, у которого на конце короткого плеча 37 имеется ролик 38, взаимодействующий с лентой гибкого электрода 4, а длинное плечо 39 кинематически связано со штоком 40 пневмоцилиндра 29, управляющий вход поршневой полости 41 которого пневматически соединен с входом контактного манометра 32 и через второй соединительный канал силового пневмораспределителя 31 с атмосфеерой, а штоковая полость 42 соединена через первый соединительный канал силового пневмораспределителя 31 с вторым тупиковым каналом напорного пневмораспределителя 30, первый тупиковый канал которого соединен с системой подачи воздуха, вход электромагнитного привода 43 силового пневмораспределителя соединен с третьим выходом, блока 21, а вход электромагнитного привода 44 напорного пневмораспределителя соединен с дополнительным четвертым выходом блока 21, дополнительные пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно задатчика 35 максимального и задатчика 34 минимального значений зоны необходимого усилия сжатия полимерных материалов между жестким кольцевым 3 и гибким ленточным 4 электродами. Блок 21 включает в себя элементы И 45 - 48, элементы ИЛИ 49 - 51 и эле-. менты НЕ 52 - 54, причем: первый вход блока соединен с первым входом элемента ИЛИ 49, второй вход через элемент НЕ 52 с первым входом элемента И 45, третий вход - с вторым входом элемента И 45, четвертый вход с первым входом элемента И 46, пятый вход через элемент НЕ 54 с вторым входом элемента И 48, шестой вход через элемент НЕ 53 и элемент ИЛИ 50 с первым входом элемента И 47, а также через элемент ИЛИ 51 с третьим входом элемента И 48, выход элемента И 47 с третьим входом элемента И 45 и первым входом элемента ИЛИ 50, первый выход блока с выходом элемента И 45 и вторым входом элемента И 46, второй выход с выходом элемента И 46 и вторым входом элемента ИЛИ 49, третий выход с выходом элемента ИЛИ 49, вторым входом элемента И 47 и первым входом элемента И 48, четвертый выпределителя 30, подготав.;ивая приводнатяжителя к работе.Наличие сигналов одновременно натрех входах элемента И 48 вызываетпоявление сигнала на его выходе, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 51 (самоблокируется), начетвертый выход блока 21 и на входэлектромагнитного привода 44, в результате чего напорный пневмораспределитель 30 подключает свой второйсоединительный канал с системой подачи воздуха. После этого воздух начи нает нагнетаться в управляющий входпоршневой полости 41 пневмоцилиндра29 и подаваться на вход контактногоманометра 32, в результате чего шток40 начинает перемещаться вверх и выдавливать воздух из штоковой полости42 в атмосферу, При подъеме штока 40посредством двуплечевого рычага 36осуществляется опускание ролика 38,который в нижнем положении взаимодействует с лентой гибкого электрода 4и натягивает ее. Заправленный полимерный материал между электродами 3,4 начинает сжиматься, а указатель-датчик 33 контактного манометра 32 с увеличением усилия сжатия начинает перемещаться вправо.Двуплечий рычажный усилитель 36 в сочетании со стрелой прогиба ленточного электрода позволяет при сравнительно небольшом усилии пневмоцилиндра 29 создавать большое усилие сжатия свариваемого материала, благодаря чему значительно упрощается устройство натяжения и повьппается эффективность его работы, При совмещении указателя-датчика 33 с задатчиком 34 минимального значения и последующего его удаления на выходе задатчика 34 исчезает сигнал (размыкачезают сигналы на шестом входе блока21, на первом входе элемента ИЛИ 51и на входе элемента НЕ 53.Отсутствие сигнала на выходе элемента НЕ 53 вызывает появление сигнала на его выходе, на выходе элементаИЛИ 50 и на,первом входе элементаИ 47, Наличие сигналов одновременнона двух входах элемента И 47 вызывает появление сигнала на его выходе,на первом. входе элемента ИЛИ 50 (самоблокируется) и на третьем входе элемента. И 45. 5 1581593 6ход с выходом элемента И 48 и вторымвходом элемента ИЛИ 51.Установка работает следующим образомм.Перед началом работы в наладочном режиме (не показан) проверяется работоспособность каждого исполнительного механизма в отдельности,а также с помощью ролика 7 выполняется предварительное натяжение лентыгибкого электрода 4 и осуществляетсязаправка длинномерной заготовки 55,которая передается от размоточногоустройства 16 через направляющую 18,между лентой гибкого электрода 4 инаружной поверхностью жесткого кольцевого электрода 3, а также через направляющую 19 на намоточное устрой"ство 15,На контактном манометре 32 с помощью задатчиков 34, 35 устанавливается минимальное и максимальное значение зоны необходимого усилия сжатияполимерных материалов между гибкимленточным и жестким кольцевым электродами, а ролик 38 натяжного механизма 28 выставляется в верхнее свободное положение, при этом указательдатчик 33 контактного манометра 32 30(например, типа 3101-17) находится влевом нулевом положении и на выходезадатчика 34 минимального значенияимеется сигнал (выходной контакт замкнут). После этого установка перево"дится в автоматический режим (на выходе датчика 14 экранировки имеетсясигнал).Убедившись в готовности установки,оператор нажимает на кнопку 22 "Пуск", 4 Ов результате чего на ее выходе появляется сигнал, который поступает напервый вход блока 21 и на первый входэлемента И 47. Наличие сигнала навходе элемента ИЛИ 49 вызывает появ ется контакт), в результате чего исление сигнала на его выходе, на втором входе элемента И 47, на первомвходе элемента И 46, на третьем выходе блока, на входе привода 26 и навходе электромагнитного привода 43, врезультате чего вступает в действиесистема охлаждения, а, силовой пневмораспределитель 31 через свой первыйсоединительный канал подключает штоковую полость 42 пневмоцилиндра 29 сатмосферой, а управляющий вход поршневой полости 41 через второй соединительный канал ко второму соединительному каналу напорного пневморас 1581593Наличие сигналов одновременно на трех входах элемента И 45 вызывает появление сигнала на его выходе, на ,первом выходе блока 21 и на входе5 высокочастотного генератора 11, в результате чего в зоне сварки появляется высокочастотное электрическое поле т. е. появляется высокочастотное электрическое поле в рабочем конденсатору,10 у которого одной обкладкой является жесткий кольцевой электрод 3, соединенный и заземл нный через токопровод 12 на корпус 1 установки, а второй обкладкой является короткий, пред ставляющий малое индуктивное сопротивление, участок гибкого ленточного электрода 4, заключенный в промежутке между потенциальным токопроводом 10, опорным роликом 5 и заземленным токопроводом 12.участок длинномерного изделия из полимерного материала, расположенный в зоне сварки, вследствие его сжатия и наличия высокочастотного 5 электрического поля начинает размягчаться и свариваться.Сигнал с выхода элемента И 45 также поступает на второй вход элемента И 46, на первый вход которого тоже поступает сигнал от датчика 24.Наличие сигналов одновременно на двух входах элемента И 46 вызывает появление сигнала на его выходе, на втором входе элемента ИЛИ 49, на втором выходе блока 21 и на входе привода 25 лентопротяжного механизма 9, в результате чего начинают вращаться приводной 8, опорные 5, 6 и натяжной 7 ролики, а также кинематически связанный с ними приводной ролик 2 7 намоточного устройства 15. Длинномерное изделие 55 начинает медленно перемещаться из зоны сварки в зону охлаждения, а затем на намоточное уст ройство 15.Режим сварки устанавливается путем подбора оптимальной скорости перемещения длинномерного изделия (на лентопротяжном механизме 9 имеются средства регулирования), подбора оптимальных рабочих параметров в высокочастотном генераторе 11, обеспечения интенсивного охлаждения, а также пу - тем установки необходимого усилия55 сжатия свариваемого изделия.Заданное усилие сжатия свариваемого материала в дальнейшем автоматин чески поддерживается в процессе всеи работы, независимоот изменения толщины полимерного материала. Это осуществляется следующим образом.При достижении максимального заданного значения усилия сжатия свариваемого материала указатель" датчик 33 совмещается с задатчиком 35 и на его выходе появляется сигнал, кото" рый поступает на пятый вход блока 21 и на вход элемента НЕ 54, в результате чего исчезает сигнал на его выходе, на втором входе и выходе элемента И 48, на втором входе элемента ИЛИ 51, на чертвертом выходе блока 21 и на входе электромагнитного привода 44, после чего в напорном воздухораспределителе 30 первый тупиковый канал соединяется с системой подачи воздуха, а также запирается второй тупиковый канал и поршневая напорная магистраль, сохраняя высокое давление в пневмоцилиндре 29 и заданное усилие сжатия свариваемого материала.Если же давление в пневмоцилиндре 29 упадет ниже заданного минимального значения (замыкается контакт, так как указатель-датчик 33 выходит из заданной зоны), то на выходе задатчика 34 появляется сигнал, который поступает на шестой вход блока 21, на первый вход элемента ИЛИ 51, на. третий вход элемента И 48, на второй вход элемента ИЛИ 51 (самоблокирует" ся), на четвертый выход блока 21 и на вход привода 44, в результате чего напорный пневмораспределитель 30 опять соединяет управляющий вход поршневой полости 41 пневмоцилиндра 29 с системой подачи воздуха, после чего усилие сжатия свариваемого изделия увеличивается до максимального заданного значения,Формул а и з обре т е н и я1. Установка для непрерывной высокочастотной сварки длинномерных изделий из полимерных материалов, содержащая корпус, установленный на поворотном элементе жесткий электрод, гибкий ленточный электрод, лентопротяжный механизм с приводом, потенциальный токопровод, соединенный с выходом высокочастотного генератора, заземленный токопровод, соединенный с корпусом установки, систему охлаждения с приводом и блок управления, имеющий шесть входов и три выхода,1581593 иг которые соединены с высокочастотным генератором, с приводом лентопротяжного механизма и с приводом системыохлаждения, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью улучшения качестваизготовления изделий путем обеспечения стабилизации усилия сжатия полимерных материалов между электродами, установка снабжена устройством автоматического поддержания заданного усилия сжатия, включающим натяжной мехннизм, пневмопривод, регулятор усилия сжатия, состоящий из датчика1 и задатчиков минимального и макси:.ального значений, а блок управления снабжен дополнительно четвертым выходом, при этом штоковая полость привода соединена с третьим выходом блока управления, управляющий вход порш- щ невой полости привода соединен с четвертым выходом блока управления, а шток привода кинематически связан с натяжным механизмом, а выход задатчика максимального значения соединен с пятым 35 входом блока управления, а выход задатчика минимального значения соединен с шестым входом блока управления,2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что натяжной механизм выполнен в виде шарнирно закрепленного двуплечего рычажного усилителя, конец короткого плеча которого снабжен роликом, взаимодействующим с гибким электродом, а длинное плечо кинематически связано с приводом.3. Установка по п,1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что пневмопривод снабжен напорным и силовым электромаг. нитными пневмораспределителями, при этом шток пневмоцилиндра шарнирно сое. динен с натяжным механизмом,4. Установка по п,1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что блок управления дополнительно снабжен третьим и четвертым элементами И, вторым и третьим элементами ИЛИ, вторым и третьим элементами НЕ, причем третий элемент И через второй элемент ИЛИ и второй элемент НЕ соединен с шестым входом блока и первым входом третьего элемента ИЛИ, четвертый элемент И через третий элемент НЕ соединен с пятым входом блока, второй вход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента И, а выход третьего элемента И - с первым входом второго элемента ИЛИ и третьим входом первого элемента И, третий вход четвертого элемента И соединен с выходом .третьего элемента ИЛИ, а выход четвертого элемента И - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и четвертым выходом блока.1581593 Фиг. г гз цг Составитеееь А.ЕфремовРедактор О,Сееесеевых Техред А,Кравчук Корректор 11.Кучерявая испо роизводствееее 10 ееЗДателъскееЙ комбинат Плвеет у Г с Уже орОД Гагарина Заказ 2059 Тираж 532 По ВНИИПИ Государственного комитета по еезобретеееи113035, Москва, )К, Раушская и открытиям при ГКНТ СЧСРб д. 4/5