Электрическое соединительное устройство для фильеры, производящей нити из стекла
Изобретение относится к волочильной установке, производящей нити из стекла, в частности к детали электросвязи, через которую питается током один из элементов волочильной установки для его нагрева. Электрическое соединительное устройство (3) содержит контактную губку (4) и электрический контакт (5) без электроизоляции, образованный из гибкого тела (50), одним концом соединенного с контактной губкой (4) и со свободным противоположным концом (52). Система электропитания содержит, по меньшей мере, одну оконечную часть электрического соединения, один токопроводящий зажим (9), а также, по меньшей мере, одно электрическое соединение (3). Установка для протягивания содержит фильеру (13), которая нагревается, по меньшей мере, одной системой электропитания. Гибкое тело (50) контакта (5) может состоять из комплекса полос, сложенных одна на другую. Гибкое тело (50) контакта (5) может состоять из плетенки. Техническим результатом является снижение веса и уменьшение стоимости оборудования, закрепленного на фильере. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к волочильной установке, производящей нити из стекла, в частности к детали электросвязи, через которую питается током один из элементов волочильной установки для его нагрева.
Волочильная установка содержит, как правило, блок приема стекла, который получает расплавленное стекло, поступающее из канала, связанного с печью, в которой получен расплав стекла, промежуточный блок и фильеру. В основании фильера снабжена пластиной, оснащенной множеством отверстий, через которые проходит расплавленное стекло, для протягивания множества нитей.
Эти нити, диаметр которых может варьироваться от 5 до 33 мкм, объединены, по меньшей мере, в один пучок, который сходится к устройству объединения для образования, по меньшей мере, одной пряди и, например, для наматывания на катушку. Согласно своему назначению, прядь также может быть обрезана (рубленые нити) или нанесена на сукно (маты из непрерывных волокон).
Полученные продукты, главным образом, используются в различных вариантах применения для усиления.
Фильера изготовлена из сплава платины и родия, являющихся электропроводными и стойкими во времени к очень высоким температурам. Фильера нагревается вследствие эффекта Джоуля для поддержания некоторой температуры стекла порядка от 1100°С до 1400°С, позволяющей стеклу оставаться в расплавленном состоянии для протягивания через отверстия дна фильеры. Нагрев фильеры производится с использованием электрического трансформатора посредством соединения двух терминалов, расположенных на каждом из противоположных концов фильеры, с внешними электрическими соединительными элементами фильеры.
Терминалы фильеры присоединены посредством сварки к боковым стенкам фильеры. Они выступают для соединения с внешними соединительными элементами.
Каждый из внешних соединительных элементов имеет форму контактной губки из электропроводящего материала, преимущественно меди, которая двумя своими крыльями зажимает терминал фильеры, при этом контактная губка соединена с подводящим ток неподвижным зажимом, который связан с электрическим трансформатором.
Контактная губка является, таким образом, деталью, которая установлена после соединительного терминала фильеры и механически закреплена посредством сжатия крыльев контактной губки при помощи поперечного винта.
Соединение между неподвижным зажимом и контактной губкой обеспечивается простым соприкосновением участка контактной губки и зажима; оно удерживается на требуемой высоте любой соответствующей системой крепежа неподвижного элемента окружения фильеры, преимущественно напротив стенки рабочей кабины.
Усовершенствования, внесенные за многие годы, в частности поверхностное увеличение дна фильеры для размещения большего числа отверстий производства нитей, введение систем охлаждения на уровне дна фильеры, механическое упрочнение фильеры, с одной стороны, потребовали умения успешно устанавливать на одну и ту же рабочую позицию фильеры различной длины и ширины, с другой стороны, значительно увеличили массу узла фильеры и его периферийной оснастки. Кроме того, использование этих громоздких фильер и их тяжелой оснастки затруднило точную установку различных узлов по отношению друг к другу. Наконец, поверхностное увеличение дна фильеры и увеличение пропускной способности фильеры потребовали увеличить электрическую мощность, сообщаемую фильере для ее нагрева, что привело к увеличению поперечного сечения электропроводной контактной губки, что еще больше увеличило массу, навешенную на фильеру. Увеличение размеров фильер также повлекло за собой более значительное расширение дна фильеры, выразившееся в появлении механических напряжений в терминалах, в дне и в самом корпусе фильеры.
Следовательно, задачей изобретения является разработка электрического соединительного устройства или электрического соединения, которое позволило бы, с одной стороны, использовать фильеры различных размеров, с другой стороны, снизить вес и уменьшить стоимость оборудования, закрепленного на фильере, одновременно снабжая фильеру электроэнергией, необходимой для ее нагрева.
Согласно изобретению, электрическое соединительное устройство, предназначенное для электропитания фильеры, производящей нити из стекла, и содержащее контактную губку, отличается тем, что оно содержит электрический контакт без электроизоляции, образованный из гибкого тела, одним концом соединенного с контактной губкой и имеющего противоположный свободный конец.
Согласно другому отличительному признаку, гибкое тело электрического контакта образовано из соединения сложенных друг на друга полос. Согласно одному из вариантов, гибкое тело электрического контакта образовано из плетенки.
Предпочтительно, чтобы электрический контакт был выполнен из меди и/или алюминия и был покрыт антиоксидным покрытием.
Согласно другому отличительному признаку, конец электрического контакта, соединенный с контактной губкой, закреплен на ней средствами механического крепежа, такими как сварка или болтовое соединение.
Согласно еще одному отличительному признаку, конец электрического контакта, противоположный концу, соединенному с контактной губкой, образован жестким участком присоединения.
Изобретение также относится к системе электропитания, содержащей, по меньшей мере, одну оконечную часть электрического соединения, один токоподводящий зажим, а также, по меньшей мере, одно электрическое соединительное устройство согласно изобретению, которое электрически связывает оконечную часть с токоподводящим зажимом, соединительная оконечная часть содержит присоединительный участок, который взаимодействует с соединительной деталью, и токоподводящий зажим содержит контактную поверхность, к которой приложен свободный конец электрического контакта.
Согласно еще одному отличительному признаку, крепеж соединительного устройства на соединительной оконечной части выполнен болтовым соединением участка с контактной губкой, и закрепление соединительного устройства на токоподводящем зажиме выполнено средствами фиксации двустороннего действия.
Эти средства фиксации двустороннего действия состоят из выступающих элементов и отверстий, в которые должны вставляться выступающие элементы.
Преимущественно средства фиксации двустороннего действия приспособлены для корректировки положения соединения свободного конца электрического контакта с токоподводящим зажимом, каким бы ни было расположение терминалов на фильере.
Согласно другому признаку, токоподводящий зажим имеет геометрию, приспособленную для установки своей контактной поверхностью контакта с несколькими свободными концами соответствующих соединительных устройств, связанных соответственно со множеством соединительных оконечных частей электрического соединения.
Согласно еще одному признаку, присоединительный участок указанной оконечной части расположен в канавке контактной соединительной губки, причем этот участок содержит отверстие, сквозь которое проходит фиксирующий винт и которое имеет форму, приспособленную для регулирования положения фиксации.
Наконец, заявленная система электропитания может быть использована в волочильной установке, предназначенной для производства нитей из стекла, содержащей фильеру, через которую вытягиваются нити и которая нагревается посредством, по меньшей мере, одной вышеупомянутой системы электропитания.
Согласно еще одному признаку, оконечная часть или части системы жестко присоединены к боковой стенке фильеры, тогда как токоподводящий зажим системы электропитания закреплен на стенке, ограничивающей зону установки фильеры.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, в числе которых:
фиг.1 схематически изображает вид спереди фильеры, объединенной с продуктом производства;
фиг.2 - вид в перспективе, показывающий часть электрического подключения фильеры к электропитанию через соединительное устройство изобретения;
фиг.3 - показывает вид в разрезе соединительного устройства, к которому присоединен соединительный зажим фильеры;
фиг.4 - вид сбоку соединительного устройства.
На фиг.1 схематически воспроизведена волочильная установка 10, которая обычно содержит блок приема стекла 11, промежуточный блок 12 и фильеру 13.
Фильера 13 снабжена пластиной 14 на дне, которая оснащена множеством выполненных в утолщениях отверстий 15, через которые выходит расплавленное стекло, для вытягивания множества нитей 16. Уже на протяжении нескольких лет число отверстий находится вблизи и даже превосходит 4000.
Нити собираются в один пучок 17, который входит в контакт с устройством 20 для нанесения покрытий, предназначенным для покрытия каждой нити маслом водного или безводного типа. Устройство 20 может быть образовано из бака, непрерывно снабжаемого раствором масла, и вращающегося ролика, нижняя часть которого постоянно погружена в раствор. Этот ролик постоянно покрывается масляной пленкой, которая забирается нитями 16, при проходе скользящими по его поверхности.
Затем пучок 17 сходится к собирающему устройству 21, где различные нити объединяются для образования стекловолоконной пряди 1. Собирающее устройство 21 может быть образовано простым роликом с желобом или пластиной, снабженной канавкой.
Прядь 1, покидая собирающее устройство 21, проникает в нитевод 22, чтобы быть намотанной на суппорт 23 с осью, горизонтальной по отношению к вертикальной подаче нити к нитеводу. Таким образом, прядь сматывается непосредственно на выходе из фильеры для образования витого стеклянного жгута.
Чтобы расплавленное стекло, поступающее в фильеру 13, оставалось при температуре плавления, достаточной и приспособленной для его прохождения через отверстия 15 и для его адекватного протягивания, фильеру поддерживают нагретой.
Преимущественно фильера образована из платинородиевого сплава, который обеспечивает хорошую теплопроводность, механическую стойкость к высоким температурам, а также хорошую электропроводность в узле ее корпуса и на уровне ее контактных зажимов, которые связаны, по меньшей мере, с одним электрическим соединительным устройством 3.
Для оптимизации распределения электрической мощности, подводимой к фильере, и уменьшения массы, навешанной на фильеру, с сохранением снабжения питающей энергией, достаточной для нагрева фильеры, на каждом боковом конце 13а, 13b фильеры предусматривают множество соединительных оконечных частей электрического соединения, например три оконечных части 6, 7, 8 (фиг.2).
Как показано на фиг.2, каждая из оконечных частей 6, 7, 8 стороны 13а таким же, но не показанным образом с противоположной стороны 13b фильеры связана электрическим соединительным устройством 3 с токоподводящим неподвижным зажимом 9.
Оконечные части 6, 7, 8 выполнены из того же материала, что и фильера 13, и приварены к каждому из боковых концов 13а, 13b.
Преимущественно оконечная часть имеет L-образную форму (фиг.3), одно из крыльев 60 неподвижно соединено своим свободным концом с концом 13а фильеры, тогда как другое крыло 61, перпендикулярное крылу 60, направленное параллельно боковому концу фильеры по направлению к нижней части фильеры, связано с электрическим соединительным устройством 3. Крыло 61 содержит отверстие 62, предназначенное для размещения, как будет описано ниже, винта фиксации электрического соединительного устройства и для регулирования положения или высоты крепежа.
Электрическое соединительное устройство 3 (фиг.3 и 4) содержит контактную губку 4, предназначенную для соединения с крылом или присоединительным участком 61 оконечной части фильеры, и электрический контакт 5, соединенный с неподвижным токоподводящим зажимом 9.
Контактная губка 4 имеет U-образную форму и содержит сердцевину 40 и два крыла 41, 42, размещенных точно напротив и перпендикулярных сердечнику, для образования канавки 43. В положении соединения крыло 61 расположено в желобке 43, и зажимной винт 44, проходящий через крылья 41, 42 контактной губки и отверстие 62 оконечной части, осуществляет механическое закрепление контактной губки на оконечной части. Отверстие 62 достаточно точно рассчитано для регулирования высоты фиксации и для управления высотой вставки крыла 61 в канавку 43 для изменения контактной поверхности между контактной губкой и оконечной частью, что позволяет регулировать температуру фильеры.
Электрический контакт 5 образован из гибкого тела U-образной формы, которое способно деформироваться, и имеет два противоположных конца 51, 52. В качестве материала используется медь и/или алюминий, предпочтительно только медь, и не предусмотрено никакой защитной оболочки.
Гибкость тела 50 позволяет поглощать механические напряжения, вызываемые расширением фильеры во время ее нагрева, без возникновения сил противодействия этому расширению, особенно вызванных весом оснастки, установленной на фильере, и жесткостью оконечных частей.
Тело 50 может быть образовано из соединения полос, установленных друг на друга так, как изображено, или из плетенки.
Полоса предоставляет дополнительное преимущество пружинного эффекта, стремящегося заставить приподняться конец 51 и значит противодействовать вертикальным усилиям, порожденным весом оборудования.
Плетенка предоставляет дополнительное преимущество, заключающееся в наличии возможности быть закрученной на саму себя, дающее таким образом этому типу соединения способность приспосабливаться к любым формам и ориентациям оконечных частей фильеры.
Конец 51, образованный, как и тело 50, соединен с контактной губкой 4 и закреплен средствами фиксации 53, такими как сварка или болтовое соединение.
Свободный конец 52 электрического контакта 5 образован жестким присоединительным участком, завершающим гибкое тело 50, с которым он жестко соединен, например, посредством сварки.
Присоединительный участок 52 предназначен для присоединения к токоподводящему неподвижному зажиму 9. Он содержит средства фиксации 52, предназначенные для двустороннего взаимодействия со средствами фиксации 91, установленными на зажиме 9.
Подводящий ток зажим 9 является деталью, закрепленной на стенке Р кабины протягивания посредством электрически изолированной подошвы S на высоте, приспособленной для его расположения напротив электрического соединения 3. Штанга 9 соединена с неизображенным трансформатором. Последний выполнен из меди для осуществления наилучшей электрической проводимости тока к присоединительному участку 52, связанному с ним посредством механического контакта.
Зажим 9 имеет соединительную поверхность или контактную поверхность 90, к которой прижат присоединительный участок 52 гибкой связи.
Как было сказано выше, может быть предпочтительно расположить на одном и том же боковом конце фильеры несколько соединительных оконечных частей, например три - 6, 7, 8. Из этих соображений зажим 9 преимущественно имеет форму штанги (фиг.2) и тянется по длине конца 13а фильеры для облегчения соединения устройств 3 на одном элементе. Таким образом, независимо от числа использованных соединительных устройств, которые соединены с одной стороны с единственным подводящим ток зажимом и с другой стороны с множеством оконечных частей фильеры, только одна деталь необходима для соединения комплекса устройств 3.
В качестве варианта можно иметь множество токоподводящих зажимов, каждый из которых соединен с одним или несколькими оконечными частями фильеры; это позволяет питать различным образом различные зоны или различные составляющие элементы фильеры.
Контактная поверхность 90 штанги 9 содержит средства фиксации 91, которые предназначены для двустороннего взаимодействия со средствами фиксации 54 каждого из устройств 3. Эти средства двустороннего взаимодействия образованы выступающими элементами, такими как шпильки, и отверстиями, в которые выступающие элементы могут вставляться. Их дополняют прижимная пластина 92 и дополнительные средства фиксации 93 типа гаек.
Кроме того, средства фиксации приспособлены для регулирования положения соединения присоединительного участка 52 электрического контакта с токоподводящим зажимом или штангой 9 по отношению к расположению оконечных частей фильеры. Таким образом, независимо от количества оконечных частей фильеры и, соответственно, числа электрических соединений 3, допустимо обеспечивать закрепление устройств на штанге 9, регулируя положение средств фиксации 54, или 91 в зависимости от расстояния, отделяющего два присоединительных участка 52, которое зависит от числа оконечных частей фильеры.
В качестве примера средства фиксации 91 штанги образованы неподвижными выступающими элементами на штанге, тогда как средства 54 детали связи состоят из отверстий, проходящих сквозь присоединительные участки 52, причем отверстия выполнены преимущественно продолговатыми для регулирования положения соединения.
Согласно варианту, для регулирования положения соединения выступающие элементы могут быть жестко связаны или закреплены на штанге и выполнены с возможностью перемещения и блокировки в положении на контактной поверхности 90, тогда как средства 54 состоят из отверстий круглой или продолговатой формы.
1. Электрическое соединение (3), предназначенное для электропитания фильеры, производящей нити из стекла, и содержащее контактную губку (4), отличающееся тем, что оно содержит электрический контакт (5) без электроизоляции, выполненный из гибкого тела (50), одним концом (51) соединенного с контактной губкой (4) и противоположным свободным концом (52).
2. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что гибкое тело (50) контакта (5) состоит из комплекта полос, сложенных одна на другую.
3. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что гибкое тело (50) контакта (5) состоит из плетенки.
4. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что контакт (5) выполнен из меди и/или алюминия.
5. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что контакт (5) имеет антиоксидное покрытие.
6. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что конец (51) контакта (5), соединенный с контактной губкой (4), закреплен на ней механическими крепежными средствами (53), в частности, сваркой или болтовым соединением.
7. Электрическое соединение по п.1, отличающееся тем, что конец (52) контакта (5), противоположный концу (51), соединенному с контактной губкой (4), образован жестким присоединительным участком.
8. Система электропитания, содержащая по меньшей мере одну оконечную часть (6, 7, 8) электрического соединения, один токоподводящий зажим (9), а также, по меньшей мере, одно электрическое соединение (3) по любому из предшествующих пунктов, связывающее его оконечную часть (6, 7, 8) с токоподводящим зажимом (9), причем оконечная часть (6, 7, 8) электрического соединения содержит присоединительный участок (61), взаимодействующий с контактной губкой (4), а токоподводящий зажим (9) содержит контактную поверхность (90), к которой присоединяется свободный конец (52) контакта (5).
9. Система электропитания по п.8, отличающаяся тем, что крепеж электрического соединения (3) к его оконечной части выполняется свинчиванием участка (61) с контактной губкой (4), а крепеж электрического соединения (3) с токоподводящим зажимом (9) выполняется средствами фиксации (54, 91) двустороннего действия.
10. Система электропитания по п.9, отличающаяся тем, что средство фиксации (54, 91) двустороннего действия состоит из выступающих элементов и отверстий, в которые вставляются выступающие элементы.
11. Система электропитания по любому из п.9 или 10, отличающаяся тем, что средство фиксации (54, 91) двустороннего действия выполнено с возможностью регулировки положения присоединения свободного конца (52) контакта (5) к токоподводящему зажиму (9) независимо от расположения на фильере.
12. Система электропитания по п.8, отличающаяся тем, что токоподводящий зажим (9) выполнен с возможностью контактировать своей контактной поверхностью (90) с несколькими свободными концами (52) соответствующих электрических соединений (3) с множеством оконечных частей (6, 7, 8) соответственно.
13. Система электропитания по п.8, отличающаяся тем, что присоединительный участок (61) оконечной части (6, 1, 8) расположен в канавке (43) контактной губки (4), причем участок (61) содержит отверстие (62), через которое проходит зажимной винт (44), и которое имеет форму, приспособленную для регулирования положения фиксации.
14. Установка для протягивания, предназначенная для производства нитей из стекла, содержащая фильеру (13), через которую вытягиваются нити, и которая нагревается, по меньшей мере, одной системой электропитания по одному из пп.8-13.
15. Установка для протягивания по п.14, отличающаяся тем, что оконечные части (6, 7, 8) электрического соединения системы электропитания жестко связаны с боковой стенкой (13а) фильеры (13), тогда как токоподводящий зажим (9) системы электропитания закреплен на стенке (Р), ограничивающей зону установки фильеры.
