Устройство горизонтального вытягивания стеклянных труб

 

Использование:стекольная, электровакуумная , медицинская, химическая и др отрасли промышленности. Сущностьустройство содержит два оптически связанные с контролируемым участком трубы измерителя , один для измерения скорости вытягивания и температуры трубы, другой для измерения поперечных вибраций и диаметра трубы, выполненные в виде последовательно установленных объектива, решетки и фотоприемника, и подключенные к входам блока управления исполнительными органами вытяжной машины, нагревателем стекломассы и пневмоаккумулятора и выключателем. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 03 В 15/14, 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877412/33 (22) 26.10.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Научно-производственное объединение

"Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (72) Ю.Н.Власов, В.А.Ларионов, А.И.Лозовский и Ф.П,Шнитман (53) 666.1(088.8) (56) Заявка Великобритании

t4 1025500, кл. С 01 М, 1966, Авторское свидетельство СССР

М 431127, кл. С 03 В 15/14, 1978, Изобретение относится к стекольному производству и может быть использовано в стекольной, электровакуумной, медицинской, химической и других отраслях промышленности, Известна линия горизонтального вытягивания стеклянных .труб, содержащая нагреватель стекломассы, привод мундштука, рольганг и вытяжную машину.

Недостатком данной линии является отсутствие схемы поддержания заданного диаметра вытягиваемой стеклянной трубы.

Известна линия горизонтального вытягивания стеклянных труб, содержащая нагреватель стекломассы, привод мундштука, в полости которого установлена труба, подсоединенная к аккумулятору давления с управляемым вентилем, рольганг, вытяжную машину и схему поддержания заданного диаметра стеклянной трубы, соединенную од... Ж „„1749186 А1 (54) УСТРОЙСТВО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО

ВЫТЯГИВАНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ТРУБ (57) Использование . стекольная, электровакуумная, медицинская, химическая и др. отрасли промышленности. Сущность: устройство содержит два оптически связанные с контролируемым участком трубы измерителя, .один для измерения скорости вытягивания и температуры трубы, другой для измерения поперечных вибраций и диаметра трубы, выполненные в виде последовательно установленных объектива, решетки и фотоприемника, и подключенные к входам блока управления исполнительными органами вытяжной машины, нагревателем стекломассы и пневмоаккумулятора и выключателем, 2 э.п. ф-лы, 7 ил. нйм из выходов с управляемым вентилем, аккумулятора давления.

Недостатком известной линии является влияние на диаметр вытягиваемой трубы нестабильностей теплового состояния стекло- ф массы на мундштуке и нестабильности скорости вытяжки трубы.

Цель изобретения — повышение качества труб за счет обеспечения стабильности их диаметра, Ос, Поставленная цель достигается тем, что известное устройство горизонтвльного ви- ) в тягивания стеклянных труб, содержащее нэ- э греватель стекломассы, приводной мундштук, в полости которого размещена труба, соединенная через воэдуховод с пневмоаккумулятором, рольганг, вытяжную машину и выключатель, снабжено блоком управления и двумя оптически связанными с контролируемым участком трубы иэмери1749186 телями, одним для измерения скорости вытягивания и температуры трубы, другим для измерения поперечных вибраций и диаметра трубы, выполненными в аиде последовательно установленных объектива, решетки 5 и фотоприемника, причем фотоприемники поДключены соответственно к первым. и вторым входам блока управления, одни вы. ходы которого подключены к исполнительным органам вытяжной машины, 10 нагревателя стекломассы и пневмоаккумулятора, другой — к выключателю.

Блокуправления выполнен в виде четырех каналов, первый и второй из которых содержат последовательно соединенные 15 фильтр верхних частот, усилитель-ограничитель, элемент сравнения с задатчиком, преобразователь и усилитель, третий канал содержит последовательно соединенные интегратор, элемент сравнения с задатчи- 20 ком и усилитель, четвертый канал содержит элемент сравнения с зада гчиком, подключенный к усилителю, причем первыми входами блока управления являются входы .фильтра верхних частот первого канала и 25

; интегратора третьего канала, вторыми входами блока управления являются входы фильтра верхних частот второго канала и элемент сравнения четвертого канала, одними выходами блока управления являются 30 выходы усилителей первого, третьего и четвертого каналов, другим — выход усилителя трет ьего канала.

Решетка выполнена в виде последова- 35 тельно установленных круглых стержней с возможностью поворота относительно ее . оси.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства горизонтального вытягивания стек- 40 лянных труб; на фиг.2 — оптическая схема измерителей; на фиг.3 — схема блрка управления; на фиг.4 и 5- пространственно-временные диаграммы работы устройства; на фиг.б и 7- схема решетки и ход лучей в ней, 45

Устройство горизонтального вытягивания стеклянных труб (фиг.1) содержит привод 1 мундштука 2, s полость которого помещена невращаемая труба 3 с манометром 4. Имеется также воздухопровод 5, под- 50 ключенный. к пневмоаккумулятору 6, и вытяжная машина 7 с электродвигателем (не приведен), рольганг 8 и блок 9 управления. Воздухопровод 5 пневматически согласован с трубой 3. Стекломасса образуется в 55 плавильной печи с управляемым нагревателем (не показаны). Пневмоаккумулятор 6 имеет вентиль. Стягиваемая с мундштука 2 стекломасса 10 сначала переходит в "луковицу" 11, а затем в вытягиваемую трубу 12

Схема измерителей (фиг.2) содержит обьективы (приемные) 13 и 14, оптические оси которйх установлены соответственно горизонтально и вертикально, решетки 15 и

16, фотоприемники 17 и 18, Блок 9 управления (фиг.3) выполнен в виде четырех каналов. Первый и второй какалы выполнены в виде последовательно соединенных фильтров 19 и 20 верхних частот, усилителей-ограничителей 21 и 22, элементов 23 и 24 сравнения с задатчиками 25 и 26, преобразователей частота — напряжение 27 и 28, усилителей 29 и 30 мощности, индикаторов 31 и 32.

Третий канал блока 9 включает последовательно соединенные интегратор 33, элемент 34 сравнения с задатчиком 35, .усилитель 36 мощности и индикатор 37.

Четвертый канал включает последовательно соединенные элемент 38 сравнения с задатчиком 39, усилитель 40 мощности и индикатор 41.

Входы фильтра 19 верхйих частот и интегратора 33 соединены с выходом фотоприемника 17, а входы фильтра 20 верхних чаСтот и схемы 38 сравнения — с выходом фотоприемника 18 (фиг.2).

Выход усилителя 29 мощности соединен с двигателем вытяжной машины 7 (фиг.1), Выход усилителя 30 мощности соединен с выключателем линии (не показан).

Выход усилителя 36 мощности соединен с исполнительным органом нагревателя (фиг.1). Выход усилителя 40 мощности соединен с вентилем пневмоаккумулятора 6 (фиг.1), Устройство горизонтального вытягивания стеклянных труб работает следующим образом.

Перед запуском трубу 3 втягивают внутрь полости мундштука 2. После образо- вания "луковицы" 11 и вытягиваемой трубы

12 по манометру 4 устанавливают давление в трубе 3 с помощью пневмоаккумулятора 6, оптимальное для заданного диаметра вытягиваемой трубы 12, температуры печи и скорости вытяжки U.

Поскольку труба 12 раскалена до красного свечения, приемные обьективы 13 и 14 проектируют изображение оптических неоднородностей стеклянной трубы 12 через решетки 15 и 16 на фотоприемники 17 и 18.

При этом выходной сигнал с фотоприемника

17 будет нести информацию о скорости U движения трубы 12 и темепратуре ее неоднородностей А . а сигнал с фотоприемника

18 — о виброскорости V стеклянной трубы 12 в поперечном направлении и диаметре fv вытягиваемой трубы. Именно сигнал о ско- рости движения и виброскорости пропорци1749186 . 8 стекляннойтрубы; несмотря наслучайныеи тяжной машины, нагревателя стекломассы систематические изменения внешних усло- и пневмоэккумулятора, а другой — к выклювий — температуры печи, скорости вытягива- чателю. ния и т.д, Кроме того, линия автоматически 2. Устройство по п.1, î r л и ч à ю щ е ео ключается при достижении трубой 12 виб- 5 с я тем, что блок управления выполнен в роскоростей в опасных для ее изготовления аиде четырех каналов, первйй и второй из пределах. которых содержат последовательно соедиФ о р м у л а. и з о б р е т е н и я ненные фильтр верхних частот, усилитель1. Устройство горизонтального вытяги- ограничитель, элемент сравнения с вания стеклянных труб, содержащее нагре- 10 задатчиком, преобразователь и усилитель, ватель стекломассы, приводной мундштук, третий канал содержит последовательно со вполостикоторогоразмещенатруба,соеди- единенные интегратор. элемент сравнения ненная через воздуховод с пневмоаккуму- с задатчиком и усилитель, четвертый канал лятором, рольганг, вытяжную машину и содержитзлементсравнения сзадатчиком, выключатель, о т л и ч а ю щ.е е с я 15 подключенный к усилителю. причем первытем. что, с целью повышения качества труб ми входами блока управления являются вхоза счет обеспечения стабильности их диа- ды фильтра верхних частот первого канала метра; оно снабжено блоком управления и и интегратора третьего канала,=вторыМи. двумя оптически связайными с контролиру- входами блока управления являются входы емым участком трубы измерителями, од- 20 фильтра верхних частот второго канала и ним — для измерения скорости вытягивания элемента сравнения четвертого канала, оди температуры трубы, другим — для измере- ними выходами блока управления являются ния поперечных вибраций и диаметра тру- выходы усилителей первого. третьего и четбы, и выполненными в .виде вертого каналов, другим — выход усилителя последовательно установленных обьектива, 25 третьего канала. решетки и фотоприемника, причем фото- 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е еприемники измерителей подключены соот-. с я тем, что решетки выполнейы в виде ветветственно к первым и вторым входам последовательно установленных круглых блока. управления, одни выходы которого - стержней с возможностью поворота относиподключены к исполнительным органам вы- ЗО тельно ее оси;

1749186

1749186 соединяются с четырьмя входами блока 9

Поскольку переменная составляющая, несущая информацию о скоростях U и V, присутсоответственно амплитуды сигналов Ат и ствует в выходном сигнале фотоприемников на фоне большой постоянной составляюАр. При этом сигнал Ат пропорционален ограничители 21 и 22 для получения частотприемников 18 и 17, связана со скоростью

10 ного сигнала одной амплитуды и следующим соотношением направляют на первые входы схемы сравнения, на вторйе входы которой подают сигналы опорной частоты с задатчиков 25 и 26.

Частоту опорного сигнала с зздатчика 25

15 задают из условия требуемой величйны скорости вытяжки трубы 12, частоту опорного сигнала с задатчика 26 задают из условия предельно допустимой Скорости вибраций трубы 12 для заданного технологического ной со средней температурой трубы

20 процесса

Выходнйе сигналы элементов 23 и 24

С другой стороны, чем больше диаметр сравнения направляются нз преобразователи частота — напряжение 27 и 28 и через трубы, тем больше амплитуда сигнала; снимаемого с фотоприемника 18. Данный теэиС иллюстрируется фиг.4 и 5, на которых. предусилители 29 и 30 мощности направляются ставлен вид выходных сигналов с фотопри- -25 на индикатор 31 скорости трубы и индикатор 32 скорости вибраций трубы емника 18 для различных диаметров трубы шины 7, стабилизируя ее работуотноситель30 метра нуждаются в предварительной градуировке измерительной аппаратуры;

Оптическая схема может работать как в но опорного сигнала.

С выхода усилителя 30 мощности, являкрасном, так и в инфракрасном свете. Для ющегося вторым выходом блока 9, сигнал защиты от световых помех применяют соот- поступает на общ1й выключатель (не показзн) ветствующие светонепроницаемые корпуса

При повышении величины этого заданного сигнала работа линии приостанавливэ- и светофильтры.

Поскольку размер оптических неоднородностей на стеклянной трубе 12 может быть различным s зависимости от сорта ется для перензлздки ее узлов-с целью уменьшения механических вибраций трубы

40 стекла, технологии приготовления стеклоС выхода усилителя 36 мощности сигнал направляется на исполйительный орган намассы и т.п., то для получения максимального соотношения сигнал — шум в выходном сигнале фотоприемника 17 необходима on- гревателя стекломассы и корректирует темтимальная плавная настройка шага решет- пературу в печи относительно опорной ки 15 на определенный размер оптических температуры

С выхода усилителя 40 мощности сигнал неоднородностей. - 45

Данная задача решается с помощью on- .. поступает на управляемый вентиль пневмотической решетки (фиг,6) из последователь- аккумулятора 6, регулируя величину подавано установленных круглых стержней, емого давления в трубу 3 до величины, при поворачиваемых вокруг оси решетки. При которой диаметр трубки получается равным повороте решетки ее шаг A плавно умень- 50 определенной величине, задаваемой элешается (фиг.7а, б) от прямого и косого попаментом 39 дания лучей нз решетку. Также решается .. При изменении диаметра трубы 12,теманалогичная задачз при измерении различ-: пературы печи, сорта стекла и т.п. оптиченых диаметров трубы с помощью решет- . ские решетки 15 и 16 поворачиваются ки 16. 55 вокруг оптической оси и настраиваются на

Обработка сигналов с фотоприемников заданный размер оптических неоднородно17 и 18 осуществляется блоком 9 управле- стей горячей стеклянной трубы 12. ния (фиг.3). Выходы фотоприемников разТаким образом, в устройстве поддерживается заданный диаметр вытягиваемой ветвляются на две параллельные ветви и

5 онален соответственно частотам fv u fv сигналов, а информацию о пульсациях температуры и диаметре трубы несут средней температуре стеклянной трубы 12, а значит, и температуре стекломассы в печй.

Частота сигнала f; снимаемая с фото о.

M где М вЂ” масштаб изображения, задаваемый объективами 13 и 14;

Л- шаг решетки (фиг.4).

Амплитуда сигнала, снимаемого с фотоприемника 17, пропорциональна яркости оптических неоднородностей, а последняя пропорциональна их температуре, связана,бив.

В отличие от измерений скорости амплитудные измерения температуры и диащей, последнюю отфильтровывают с помощью фильтров 19 и 20 верхних частот, Затем сигналы fu u fv подают на усилителиС выхода усилителя 29 мощности, являющегося первым выходом блока 9, сигнал поступает на вход двигателя вытяжной ма1749186

Составитель И. Плотникова

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор Н. Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2561 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5